JP2020120071A - Solid state image pickup device and electronic equipment - Google Patents

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JP2020120071A JP2019012186A JP2019012186A JP2020120071A JP 2020120071 A JP2020120071 A JP 2020120071A JP 2019012186 A JP2019012186 A JP 2019012186A JP 2019012186 A JP2019012186 A JP 2019012186A JP 2020120071 A JP2020120071 A JP 2020120071A
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高橋 了
Satoru Takahashi
了 高橋
末永 淳
Atsushi Suenaga
淳 末永
俊哉 橋口
Toshiya Hashiguchi
俊哉 橋口
一平 葭葉
Ippei Ashiba
一平 葭葉
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    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith

Abstract

To provide a solid state image pickup device capable of achieving a further improvement of an image quality by further suppressing an adverse effect by hot carrier light emission.SOLUTION: A solid state image pickup device comprises: an element formation part in which a plurality of elements are formed; and a wiring part that is laminated on the element formation part and in which a wiring for establishing connection between the elements is formed. In the element formation part, a light receiving element for performing photoelectric conversion, an active element constituting a peripheral circuit arranged on the periphery of the light receiving element, and at least two structure groups composed of at least two structures between the light receiving element and the active element are arranged, one of the at least two structure groups and the other thereof are formed to be different in at least one of structure constituting material, structure width, structure thickness, and distance between two adjacent structures, and entrance of hot carrier light emission occurring at the active element into the light receiving element is prevented.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。 The present technology relates to a solid-state imaging device and electronic equipment.

近年、電子式カメラはますます普及が進んでおり、その中心部品である固体撮像装置(イメージセンサ)の需要はますます高まっている。また、固体撮像装置の性能面では高画質化および高機能化を実現するための技術開発が続けられている。一方、ビデオカメラや携帯型カメラはもとより、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)、ノート型パーソナルコンピュータなどへの普及が進むにつれて、固体撮像装置およびその部品についても、持ち運びを容易にするための小型化・軽量化・薄型化、普及拡大のための低コスト化が必須のものとなってきている。この場合、光電変換素子と周辺回路とをなるべく近い距離で形成することが好ましいため、様々な工夫がなされている。例えば、光電変換素子は微少なキャリア(電子)を信号として扱うため、周辺にある回路からの熱や電磁場の影響が雑音として混入しやすい場合がある。また、トランジスタやダイオードから出る微少なホットキャリア発光もイメージセンサ特性に大きな影響を与えることになる場合がある。 In recent years, electronic cameras have become more and more popular, and the demand for solid-state imaging devices (image sensors), which is a central component of the electronic cameras, is ever increasing. Further, in terms of performance of the solid-state image pickup device, technological development for achieving higher image quality and higher functionality is being continued. On the other hand, with the spread of video cameras and portable cameras, as well as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and notebook personal computers, solid-state imaging devices and their components have been reduced in size to facilitate portability. It is becoming indispensable to reduce the cost to reduce the weight, reduce the weight, and reduce the thickness. In this case, since it is preferable to form the photoelectric conversion element and the peripheral circuit as close as possible, various measures have been taken. For example, since the photoelectric conversion element handles minute carriers (electrons) as a signal, the influence of heat from a peripheral circuit or an electromagnetic field may be easily mixed as noise. In addition, a slight amount of hot carrier light emitted from a transistor or a diode may have a great influence on the image sensor characteristics.

例えば、特許文献1では、ホットキャリア発光による悪影響を抑制する技術が提案されている。また、特許文献2では、動作時のトランジスタやダイオード等の能動素子からの発光の光電変換部への進入を抑制し、画質の向上を図る技術が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a technique for suppressing the adverse effect of hot carrier light emission. Further, Patent Document 2 proposes a technique for suppressing the entry of light emitted from an active element such as a transistor or a diode into the photoelectric conversion unit during operation to improve the image quality.

国際公開第2015/068589号International Publication No. 2015/068589 特開2015−128187号公報JP, 2005-128187, A

しかしながら、特許文献1〜2で提案された技術では、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が図れないおそれがある。 However, in the techniques proposed in Patent Documents 1 and 2, there is a possibility that the adverse effect due to hot carrier light emission is further suppressed and the image quality cannot be further improved.

そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が実現され得る固体撮像装置、及びその固体撮像装置を搭載した電子機器を提供することを主目的とする。 Therefore, the present technology has been made in view of such circumstances, and a solid-state imaging device capable of further suppressing the adverse effect of hot carrier light emission and further improving the image quality, and the solid-state imaging device thereof. The main purpose is to provide an electronic device equipped with.

本発明者らは、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制の実現に成功し、本技術を完成するに至った。 As a result of earnest research for solving the above-mentioned object, the present inventors succeeded in realizing further suppression of the adverse effect due to hot carrier emission, and completed the present technology.

すなわち、本技術では、第1の側面として、
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置を提供する。
That is, in the present technology, as the first aspect,
An element forming portion in which a plurality of elements are formed,
A wiring portion that is laminated on the element forming portion and in which wiring for connecting the elements is formed,
In the element formation part,
A light receiving element that performs photoelectric conversion,
An active element forming a peripheral circuit arranged around the light receiving element;
At least two structure groups composed of at least two structures are arranged between the light receiving element and the active element,
The at least two structure groups, one of the at least two structure groups and the other at least one structure group are made of a material constituting the structure, a width of the structure, At least one of the thickness of the structure and the distance between two adjacent structures is formed differently to prevent hot carrier emission generated in the active element from entering the light receiving element. Provided is a solid-state imaging device.

本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なってよい。
In the solid-state imaging device according to the first aspect of the present technology,
The wavelength selectivity of the one structure group and the wavelength selectivity of the at least one other structure group may be different from each other.

本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なってよい。
In the solid-state imaging device according to the first aspect of the present technology,
A distance between at least one adjacent two structures of the one structure group and a distance between at least one adjacent two structures of the other at least one structure group are different. You can

本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なってよい。
In the solid-state imaging device according to the first aspect of the present technology,
The width of at least one structure of at least two structures forming the one structure group, and at least one structure of at least two structures forming the other at least one structure group The width may be different.

本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成されてよい。
In the solid-state imaging device according to the first aspect of the present technology,
The one structure group may be a laminated body in which a first structure and a second structure laminated on the first structure are configured as repeating units,
The other at least one structure group may be a laminated body in which a third structure and a fourth structure laminated on the third structure are constituted as repeating units,
The material of which the one structure group and the at least one other structure group of the other constitute each of the one structure and the fourth structure, and the thickness of each of the one structure and the fourth structure. At least one of them may be formed differently.

本技術に係る第2の側面の固体撮像装置として、
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置を提供する。
As the solid-state imaging device according to the second aspect of the present technology,
An element forming portion in which a plurality of elements are formed,
A wiring portion that is laminated on the element forming portion and in which wiring for connecting the elements is formed,
In the element formation part,
A light receiving element that performs photoelectric conversion,
An active element forming a peripheral circuit arranged around the light receiving element;
A structure group composed of a plurality of structures is arranged between the light receiving element and the active element,
In the structure group, at least one of a material, a width and a thickness of each of the plurality of structures and a distance between two adjacent structures in the plurality of structures is changed to have a predetermined pattern. Then, the plurality of structures are arranged,
Provided is a solid-state imaging device in which the structure group prevents hot carrier light emission generated in the active element from entering the light receiving element.

本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つでよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されてよい。
In the solid-state imaging device according to the second aspect of the present technology,
The pattern may be at least one of a random pattern, an alternating pattern, a periodic pattern, a block pattern, and a gradual pattern.
In the solid-state imaging device according to the second aspect of the present technology,
The plurality of structures may be arranged such that the distance between two adjacent structures in the plurality of structures changes so as to have a gradual pattern.

本技術に係る第3の側面の固体撮像装置として、
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
As the solid-state imaging device according to the third aspect of the present technology,
A pixel region formed on the light incident side of the substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged;
A peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element;
At least two structures, which are arranged between the pixel region and the peripheral circuit part, and which prevent at least two structures from preventing hot carrier emission generated in the active element from entering the photoelectric conversion part. And a group of objects,
The at least two structure groups, one of the at least two structure groups and the other at least one structure group are made of a material constituting the structure, a width of the structure, Formed differently in at least one of the thickness of the structure and the distance between two adjacent structures,
The substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region;
A second multilayer wiring layer and a second semiconductor chip portion including the peripheral circuit portion are bonded together,
The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor that penetrates the first semiconductor chip portion,
Provided is a solid-state imaging device in which the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded to each other with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.

本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なってよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なってよい。
In the solid-state imaging device according to the third aspect of the present technology,
The wavelength selectivity of the one structure group and the wavelength selectivity of the at least one other structure group may be different from each other.
In the solid-state imaging device according to the third aspect of the present technology,
A distance between at least one adjacent two structures of the one structure group and a distance between at least one adjacent two structures of the other at least one structure group are different. You can

本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なってよい。
In the solid-state imaging device according to the third aspect of the present technology,
The width of at least one structure of at least two structures forming the one structure group, and at least one structure of at least two structures forming the other at least one structure group The width may be different.

本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成されてよい。
In the solid-state imaging device according to the third aspect of the present technology,
The one structure group may be a laminated body in which a first structure and a second structure laminated on the first structure are configured as repeating units,
The other at least one structure group may be a laminated body in which a third structure and a fourth structure laminated on the third structure are constituted as repeating units,
The material of which the one structure group and the at least one other structure group of the other constitute each of the one structure and the fourth structure, and the thickness of each of the one structure and the fourth structure. At least one of them may be formed differently.

本技術に係る第4の側面の固体撮像装置として、
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
As the solid-state imaging device according to the fourth aspect of the present technology,
A pixel region formed on the light incident side of the substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged;
A peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element;
A structure group composed of a plurality of structures, which is disposed between the pixel region and the peripheral circuit section and prevents hot carrier emission generated in the active element from entering the photoelectric conversion section, Have
In the structure group, at least one of a material, a width and a thickness of each of the plurality of structures and a distance between two adjacent structures in the plurality of structures is changed to have a predetermined pattern. Then, the plurality of structures are arranged,
The substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region;
A second multilayer wiring layer and a second semiconductor chip portion including the peripheral circuit portion are bonded together,
The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor that penetrates the first semiconductor chip portion,
Provided is a solid-state imaging device in which the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded to each other with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.

本技術に係る第4の側面の固体撮像装置において、
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つでよい。
In the solid-state imaging device according to the fourth aspect of the present technology,
The pattern may be at least one of a random pattern, an alternating pattern, a periodic pattern, a block pattern, and a gradual pattern.

本技術に係る第4の側面の固体撮像装置において、
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されてよい。
In the solid-state imaging device according to the fourth aspect of the present technology,
The plurality of structures may be arranged such that the distance between two adjacent structures in the plurality of structures changes so as to have a gradual pattern.

本技術に係る第5の側面の固体撮像装置として、
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置を提供する。
As the solid-state imaging device according to the fifth aspect of the present technology,
An element forming portion in which a plurality of elements are formed,
A wiring portion that is laminated on the element forming portion and in which wiring for connecting the elements is formed,
In the element formation part,
A light receiving element that performs photoelectric conversion,
An active element that constitutes a peripheral circuit arranged around the light receiving element, and
A structure group formation region is formed between the light receiving element and the active element,
The structure group formation region includes at least a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures,
There is provided a solid-state imaging device in which a distance between at least one adjacent first structures and a distance between at least one adjacent second structures are different.

本技術に係る第5の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。
In the solid-state imaging device according to the fifth aspect of the present technology,
The wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group may be different from each other.

本技術に係る第5の側面の固体撮像装置において、
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてよい。
In the solid-state imaging device according to the fifth aspect of the present technology,
The width of at least one first structure of the plurality of first structures may be different from the width of at least one second structure of the plurality of second structures.

本技術に係る第5の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
In the solid-state imaging device according to the fifth aspect of the present technology,
The first structure group may be a laminated body including the first structure as a repeating unit,
The second structure group may be a laminated body including the second structure as a repeating unit,
At least one adjacent first structure may be different in the thickness of the first structure and/or the material forming the first structure,
At least one of the adjacent second structures may differ in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure.

本技術に係る第6の側面の固体撮像装置として、
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域とが形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
As the solid-state imaging device according to the sixth aspect of the present technology,
A pixel region formed on the light incident side of the substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged;
A peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element;
A structure having at least a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures between the pixel region and the peripheral circuit section. A group formation area is formed,
The substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region;
A second semiconductor chip portion including a second multilayer wiring layer and the peripheral circuit portion is bonded to each other, and the first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are the first semiconductor. Electrically connected by a connecting conductor penetrating the chip,
Provided is a solid-state imaging device in which the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded to each other with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.

本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。
In the solid-state imaging device according to the sixth aspect of the present technology,
The wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group may be different from each other.

本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なっていてよい。
In the solid-state imaging device according to the sixth aspect of the present technology,
The distance between at least one adjacent first structure and the distance between at least one adjacent second structure may be different.

本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてよい。
In the solid-state imaging device according to the sixth aspect of the present technology,
The width of at least one first structure of the plurality of first structures may be different from the width of at least one second structure of the plurality of second structures.

本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
In the solid-state imaging device according to the sixth aspect of the present technology,
The first structure group may be a laminated body including the first structure as a repeating unit,
The second structure group may be a laminated body including the second structure as a repeating unit,
At least one adjacent first structure may be different in the thickness of the first structure and/or the material forming the first structure,
At least one of the adjacent second structures may differ in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure.

さらに、本技術では、本技術に係る第1の側面の固体撮像装置、本技術に係る第2の側面の固体撮像装置、本技術に係る第3の側面の固体撮像装置、本技術に係る第4の側面の固体撮像装置、本技術に係る第5の側面の固体撮像装置又は本技術に係る第6の側面の固体撮像装置が搭載された、電子機器を提供する。 Further, in the present technology, the solid-state imaging device according to the first aspect of the present technology, the solid-state imaging device according to the second aspect of the present technology, the solid-state imaging device of the third aspect according to the present technology, and the solid-state imaging device according to the present technology. There is provided an electronic apparatus on which the solid-state imaging device according to the fourth aspect, the fifth-side solid-state imaging device according to the present technology, or the sixth-side solid-state imaging device according to the present technology is mounted.

本技術によれば、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が実現され得る。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 According to the present technology, it is possible to further suppress the adverse effect of hot carrier light emission and further improve the image quality. Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.

本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the solid-state imaging device to which this technique is applied. 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the solid-state imaging device to which this technique is applied. 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the solid-state imaging device to which this technique is applied. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の構成例を示す断面図とその構造物群の透過率の結果を示すグラフとである。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a structure group and a graph showing a result of transmittance of the structure group. FIG. 構造物群の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement|positioning of a structure group. 構造物群の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement|positioning of a structure group. 構造物群の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement|positioning of a structure group. 構造物群の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement|positioning of a structure group. 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the solid-state imaging device to which this technique is applied. 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す模式的な断面図である。It is a typical sectional view showing the example of composition of the solid-state image sensing device to which this art is applied. 第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体を構成する構造物の厚み(膜厚)と周期との関係から、第1構造物群及び第2構造物群の積層体の構成例を説明するための断面図である。From the relationship between the thickness (film thickness) and the period of the structures forming the first structure group stacked body and the second structure group stacked body, the first structure group and second structure group It is sectional drawing for demonstrating a structural example. 図18で示された第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体の透過率の結果を示すグラフである。19 is a graph showing the results of the transmittances of the first structure group stack and the second structure group stack shown in FIG. 18. 第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体を構成する構造物の厚み(膜厚)と周期との関係から、第1構造物群及び第2構造物群の積層体の構成例を説明するための断面図である。From the relationship between the thickness (film thickness) and the period of the structures forming the first structure group stacked body and the second structure group stacked body, the first structure group and second structure group It is sectional drawing for demonstrating a structural example. 図20で示された第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体の透過率の結果を示すグラフである。21 is a graph showing the results of the transmittances of the stack of the first structure group and the stack of the second structure group shown in FIG. 20. 第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体を構成する構造物の厚み(膜厚)と周期との関係から、第1構造物群及び第2構造物群の積層体の構成例を説明するための断面図である。From the relationship between the thickness (film thickness) and the period of the structures forming the first structure group stacked body and the second structure group stacked body, the first structure group and second structure group It is sectional drawing for demonstrating a structural example. 図22で示された第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体の透過率の結果を示すグラフである。FIG. 23 is a graph showing the results of the transmittance of the laminate of the first structure group and the laminate of the second structure group shown in FIG. 22. 第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体を構成する構造物の厚み(膜厚)と周期との関係から、第1構造物群及び第2構造物群の積層体の構成例を説明するための断面図である。From the relationship between the thickness (film thickness) and the period of the structures forming the first structure group stacked body and the second structure group stacked body, the first structure group and second structure group It is sectional drawing for demonstrating a structural example. 図24で示された第1構造物群の積層体及び第2構造物群の積層体の透過率の結果をグラフである。FIG. 25 is a graph showing the results of the transmittance of the laminate of the first structure group and the laminate of the second structure group shown in FIG. 24. 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the solid-state imaging device to which this technique is applied. 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the solid-state imaging device to which this technique is applied. 本技術を適用した第1〜第5の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。It is a figure which shows the usage example of the solid-state imaging device of the 1st-5th embodiment to which this technique is applied. 本技術を適用した第6の実施形態に係る電子機器の一例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an example of an electronic device concerning a 6th embodiment to which this art is applied. 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a schematic structure of an endoscopic surgery system. カメラヘッド及びCCUの機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of functional composition of a camera head and a CCU. 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of a schematic structure of a vehicle control system. 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the installation position of a vehicle exterior information detection part and an imaging part.

以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、特に断りがない限り、図面において、「上」とは図中の上方向又は上側を意味し、「下」とは、図中の下方向又は下側を意味し、「左」とは図中の左方向又は左側を意味し、「右」とは図中の右方向又は右側を意味する。また、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, a suitable mode for carrying out the present technology will be described. The embodiment described below shows an example of a typical embodiment of the present technology, and the scope of the present technology is not narrowly construed by this. In the drawings, "upper" means the upper direction or the upper side in the drawing, "lower" means the lower direction or the lower side in the drawing, and "left" unless otherwise specified. It means leftward or leftward in the figure, and "right" means rightward or rightward in the figure. Further, in the drawings, the same or equivalent elements or members are designated by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

説明は以下の順序で行う。
1.本技術の概要
2.第1の実施形態(固体撮像装置の例1)
3.第2の実施形態(固体撮像装置の例2)
4.第3の実施形態(電子機器の例)
5.本技術を適用した固体撮像装置の使用例
6.内視鏡手術システムへの応用例
7.移動体への応用例
The description will be given in the following order.
1. Outline of this technology 2. First embodiment (example 1 of solid-state imaging device)
3. Second embodiment (example 2 of solid-state imaging device)
4. Third embodiment (example of electronic device)
5. 5. Use example of solid-state imaging device to which the present technology is applied Application example to endoscopic surgery system 7. Application example to mobile

<1.本技術の概要>
まず、本技術の概要について説明をする。
<1. Overview of this technology>
First, the outline of the present technology will be described.

固体撮像装置は、シリコン基板上の第1の主面(受光面)側に光電変換素子や増幅回路、画像処理のための周辺回路、素子・回路間を接続するための多層配線層が形成される。さらに、固体撮像装置は、マイクロレンズやカラーフィルタなどの集光構造を形成したチップの第1の主面の上方にカバーガラスを配置し、前記第1の主面の外周側、あるいはチップの第2の主面側に端子を形成した構造を有する。 In a solid-state imaging device, a photoelectric conversion element, an amplifier circuit, a peripheral circuit for image processing, and a multilayer wiring layer for connecting elements and circuits are formed on the first main surface (light receiving surface) side on a silicon substrate. It Further, in the solid-state imaging device, a cover glass is arranged above the first main surface of the chip on which a light-collecting structure such as a microlens or a color filter is formed, and the cover glass is arranged on the outer peripheral side of the first main surface or the first surface of the chip. 2 has a structure in which terminals are formed on the main surface side.

また、固体撮像装置の高機能化および高速化を実現するために、周辺回路の規模が増大するとともに、周辺回路の処理速度も高速化されている。また、高画質化の一つとして階調表現(分解能)を向上させようとすると、高電圧化が必要になる。一方で、低コスト化を実現するためには、画素部および周辺回路を近距離に配置して、チップサイズを出来るだけ小さくすることが求められている。また、複数のチップ同士を貼り合わせて接合することで、信号を高速伝送できるようにする取り組みも始まっている。 In addition, in order to realize high performance and high speed of the solid-state imaging device, the scale of the peripheral circuit is increased and the processing speed of the peripheral circuit is also increased. Further, in order to improve the gradation expression (resolution) as one of high image quality, it is necessary to increase the voltage. On the other hand, in order to realize cost reduction, it is required to arrange the pixel portion and the peripheral circuit in a short distance so as to make the chip size as small as possible. In addition, efforts have also begun to enable high-speed signal transmission by bonding and joining a plurality of chips.

しかしながら、この場合、光電変換素子および周辺回路が至近距離に形成されるため、イメージセンサ特有の検討事項が生じる場合がある。光電変換素子は微少なキャリア(電子)を信号として扱うため、周辺にある回路からの熱や電磁場の影響が雑音として混入しやすいことがある。さらに、トランジスタやダイオードから出る微少なホットキャリア発光もイメージセンサ特性に大きな影響を与えることになることがある。 However, in this case, since the photoelectric conversion element and the peripheral circuit are formed in a close range, there may be a matter specific to the image sensor. Since the photoelectric conversion element treats minute carriers (electrons) as a signal, the influence of heat from a peripheral circuit or an electromagnetic field may be easily mixed as noise. In addition, minute hot carrier emission emitted from the transistor or diode may greatly affect the image sensor characteristics.

ホットキャリア発光はソース・ドレイン間で加速されたキャリアがドレイン端で衝突電離するときに出る電子とホールの生成再結合、あるいはそのどちらかの状態遷移によって起きる発光である。この発光は、特性上何の問題もないトランジスタでも微少であるが、定常的に発生している。その発光量は、トランジスタにかかる電圧が高くなると指数関数的に増大する。 Hot carrier light emission is light emission caused by state recombination of electrons and holes generated when carriers accelerated between the source and drain collide and ionize at the end of the drain, or either of them. This light emission is small even in a transistor having no problem in characteristics, but it is constantly generated. The amount of emitted light exponentially increases as the voltage applied to the transistor increases.

また、トランジスタを高速動作させても発光量は増加する。発光は四方に拡散するため、トランジスタから離れると影響は非常に小さくなるが、光電変換素子と回路を非常に近くに配置した場合、発光はそれほど拡散せずに光電変換素子に光子が相当数注入される。拡散が不十分であることから、回路のトランジスタ配置密度やアクティブ率の違いから生じるホットキャリア発光の発生分布が2次元情報として画像に写り込んでしまう。そのため、光電変換素子への注入量を検出限界以下に抑えるための、遮光用に設計された構造が必要である。 In addition, the amount of light emission increases even when the transistor is operated at high speed. Since the emitted light is diffused in all directions, the effect is very small if it is far from the transistor, but when the photoelectric conversion element and the circuit are placed very close to each other, the emitted light does not diffuse so much and a considerable number of photons are injected into the photoelectric conversion element. To be done. Due to insufficient diffusion, the generation distribution of hot carrier light emission caused by the difference in the transistor arrangement density of the circuit and the difference in the active ratio is reflected in the image as two-dimensional information. Therefore, a structure designed for light shielding is required in order to suppress the injection amount into the photoelectric conversion element to be below the detection limit.

なお、光電変換素子だけでなく、高感度のアナログ素子に対しても同様な影響を与える可能性がある。例えばフラッシュメモリのようなデバイスは高密度化・多値化が進んでいるため、外部からのノイズ混入が起きると保持している値が変化する懸念がある。 Note that not only the photoelectric conversion element but also the high-sensitivity analog element may be similarly affected. For example, a device such as a flash memory is highly densified and multi-valued, and therefore, there is a concern that the value held may change if noise from the outside is mixed.

本技術は、上記に鑑みてなされたものである。本技術によれば、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が実現され得る。 The present technology has been made in view of the above. According to the present technology, it is possible to further suppress the adverse effect of hot carrier light emission and further improve the image quality.

そして、本技術に係る固体撮像装置には、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をするために、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が備えられる。少なくとも2つの構造物群は、少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成される。複数の構造物から構成される構造物群においては、複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、複数の構造物が配列されている。 The solid-state imaging device according to an embodiment of the present technology is configured with at least two structure groups or a plurality of structure structures configured with at least two structure structures in order to further suppress adverse effects due to hot carrier light emission. A group of structures is provided. In the at least two structure groups, one of the at least two structure groups and the other at least one structure group are made of a material constituting the structure, the width of the structure, and the structure. It is formed so as to differ in at least one of the thickness and the distance between two adjacent structures. In a structure group composed of a plurality of structures, at least one of a material, a width and a thickness of each of the plurality of structures and a distance between two adjacent structures in the plurality of structures is predetermined. The plurality of structures are arranged so as to have a pattern of.

以下に、本技術に係る実施の形態について詳細に説明をする。 Hereinafter, embodiments according to the present technology will be described in detail.

<2.第1の実施形態(固体撮像装置の例1)>
本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置は、第1の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、素子形成部に積層され、素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配される、固体撮像装置である。
<2. First Embodiment (Example 1 of Solid-State Imaging Device)>
The solid-state imaging device according to the first embodiment (Example 1 of solid-state imaging device) according to the present technology has, as a first aspect, an element formation portion in which a plurality of elements are formed, and an element formation portion stacked between the element formation portions. And a wiring section for forming a wiring connecting the light receiving element for performing photoelectric conversion, an active element forming a peripheral circuit arranged around the light receiving element, a light receiving element and the active section. It is a solid-state imaging device in which at least two structure groups composed of at least two structures are arranged between elements.

第1の態様では、少なくとも2つの構造物群は、少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、構造物を構成する材料、構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成される。そして、少なくとも2つの構造物群は、能動素子において発生するホットキャリア発光の受光素子への進入を阻止する。構造物を構成する材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al、Ta等が挙げられる。 In the first aspect, in the at least two structure groups, one of the at least two structure groups and the other at least one structure group constitute a material, and a width of the structure. , The thickness of the structure and the distance between the two adjacent structures are different from each other. Then, the at least two structure groups prevent the hot carrier emission generated in the active element from entering the light receiving element. Examples of the material forming the structure include a material having a small light extinction coefficient and a material having a refractive index different from that of silicon (Si). Specifically, SiN, SiO 2 , SiC, SiCN, SiON, SiOC, Al 2 O 3, Ta 2 O 5 and the like.

本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第1の態様として、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群としては、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群とから構成される例が挙げられる。構造物群形成領域に、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、が形成されて、少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とが異なっていてよい。また、複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてもよい。 As a first aspect of the solid-state imaging device of the first embodiment according to the present technology, a first structure having a plurality of first structures as at least two structure groups formed of at least two structures. An example includes a group and a second structure group having a plurality of second structures. A first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures are formed in the structure group formation region, and at least one adjacent first structure group is formed. The distance between the structures may be different from the distance between at least one adjacent second structure. Further, the width of at least one first structure of the plurality of first structures and the width of at least one second structure of the plurality of second structures may be different.

本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群の波長選択性と第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。そして、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれはトレンチ構造でもよいし、積層体(多層膜)でもよい。第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれが積層体(多層膜)の場合、少なくとも1つの隣り合う第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、少なくとも1つの隣り合う第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。 In the first aspect of the solid-state imaging device of the first embodiment according to the present technology, the wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group may be different from each other. Then, in the first aspect of the solid-state imaging device of the first embodiment according to the present technology, each of the first structure group and the second structure group may have a trench structure or a stacked body (multilayer film). .. When each of the first structure group and the second structure group is a laminated body (multilayer film), at least one adjacent first structure composes the thickness of the first structure and/or the first structure. Different materials, and at least one adjacent second structure may differ in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure.

本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置は、第2の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、素子形成部に積層され、素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配される、固体撮像装置である。 The solid-state imaging device according to the first embodiment (Example 1 of solid-state imaging device) according to the present technology has, as a second aspect, an element formation portion in which a plurality of elements are formed, and an element formation portion stacked between the element formation portions. And a wiring section for forming a wiring connecting the light receiving element for performing photoelectric conversion, an active element forming a peripheral circuit arranged around the light receiving element, a light receiving element and the active section. It is a solid-state imaging device in which a structure group including a plurality of structures is arranged between elements.

本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第2の態様では、構造物群において、複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つは、所定のパターンを有するように変化して、複数の構造物は配列される。そして、構造物群は、能動素子において発生するホットキャリア発光の受光素子への進入を阻止する。複数の構造物のそれぞれの材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al、Ta等が挙げられる。 In the second aspect of the solid-state imaging device of the first embodiment according to the present technology, in the structure group, each material, width and thickness of the plurality of structures and two adjacent structures of the plurality of structures. At least one of the distances is changed to have a predetermined pattern, and the plurality of structures are arranged. Then, the structure group prevents the hot carrier emission generated in the active element from entering the light receiving element. Examples of the respective materials of the plurality of structures include a material having a small light extinction coefficient and a material having a refractive index different from that of silicon (Si). Specifically, SiN, SiO 2 , SiC, SiCN, SiON, SiOC, Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 and the like.

所定のパターンとしては、例えば、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン、漸次パターン等が挙げられる。 Examples of the predetermined pattern include a random pattern, an alternating pattern, a periodic pattern, a block pattern, and a gradual pattern.

以下、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置について、図1〜図15を用いて更に詳細に説明をする。 Hereinafter, the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 15.

図1は、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置11を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a solid-state imaging device 11 according to the first embodiment of the present technology.

図1において、固体撮像装置11は、画素領域12と、周辺回路として、垂直駆動回路13、カラム信号処理回路14、水平駆動回路15、出力回路16、及び制御回路17とを備えて構成される。 In FIG. 1, the solid-state imaging device 11 is configured to include a pixel region 12 and a vertical drive circuit 13, a column signal processing circuit 14, a horizontal drive circuit 15, an output circuit 16, and a control circuit 17 as peripheral circuits. ..

画素領域12には、複数の画素18が行列状に配置されており、それぞれの画素18は、水平信号線を介して垂直駆動回路13に接続されるとともに、垂直信号線を介してカラム信号処理回路14に接続される。複数の画素18は、図示しない光学系を介して照射される光の光量に応じた画素信号をそれぞれ出力し、それらの画素信号から、画素領域12に結像する被写体の画像が構築される。 A plurality of pixels 18 are arranged in a matrix in the pixel region 12, and each pixel 18 is connected to the vertical drive circuit 13 via a horizontal signal line and also performs column signal processing via a vertical signal line. It is connected to the circuit 14. Each of the plurality of pixels 18 outputs a pixel signal corresponding to the amount of light emitted through an optical system (not shown), and an image of the subject formed in the pixel region 12 is constructed from these pixel signals.

垂直駆動回路13は、画素領域12に配置される複数の画素18の行ごとに順次、それぞれの画素18を駆動(転送や、選択、リセットなど)するための駆動信号を、水平信号線を介して画素18に供給する。カラム信号処理回路14は、複数の画素18から垂直信号線を介して出力される画素信号に対してCDS(Correlated Double Sampling:相関2重サンプリング)処理を施すことにより、画像信号のアナログディジタル変換を行うとともにリセットノイズを除去する。 The vertical drive circuit 13 sequentially outputs a drive signal for driving (transferring, selecting, resetting, etc.) each pixel 18 for each row of the plurality of pixels 18 arranged in the pixel region 12 via a horizontal signal line. And supply it to the pixel 18. The column signal processing circuit 14 performs analog-to-digital conversion of an image signal by performing CDS (Correlated Double Sampling) processing on pixel signals output from a plurality of pixels 18 via vertical signal lines. Perform and remove reset noise.

水平駆動回路15は、画素領域12に配置される複数の画素18の行ごとに順次、カラム信号処理回路14から画素信号を出力させるための駆動信号を、カラム信号処理回路14に供給する。出力回路16は、水平駆動回路15の駆動信号に従ったタイミングでカラム信号処理回路14から供給される画素信号を増幅し、後段の画像処理回路に出力する。 The horizontal drive circuit 15 sequentially supplies a drive signal for outputting a pixel signal from the column signal processing circuit 14 to the column signal processing circuit 14 for each row of the plurality of pixels 18 arranged in the pixel region 12. The output circuit 16 amplifies the pixel signal supplied from the column signal processing circuit 14 at a timing according to the driving signal of the horizontal driving circuit 15, and outputs the amplified pixel signal to the image processing circuit in the subsequent stage.

制御回路17は、固体撮像装置11の内部の各ブロックの駆動を制御する。例えば、制御回路17は、各ブロックの駆動周期に従ったクロック信号を生成して、それぞれのブロックに供給する。 The control circuit 17 controls the driving of each block inside the solid-state imaging device 11. For example, the control circuit 17 generates a clock signal according to the drive cycle of each block and supplies it to each block.

次に、図2を用いて説明をする。図2は、固体撮像装置11Mの断面図である。なお、固体撮像装置11Mは、裏面照射型の固体撮像装置である。そして、図26には、表面照射型の固体撮像装置11cNを示す。 Next, description will be made with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view of the solid-state imaging device 11M. The solid-state imaging device 11M is a backside illumination type solid-state imaging device. Then, FIG. 26 shows a front-illuminated solid-state imaging device 11cN.

図2には、固体撮像装置11Mを構成する画素領域12Mと周辺回路19Mとの境界部分における断面的な構成例が示されている。なお、周辺回路19Mは、垂直駆動回路13、カラム信号処理回路14、水平駆動回路15、出力回路16、または制御回路17のうち、画素領域12の周辺に配置されるものを総称したものである。 FIG. 2 shows a cross-sectional configuration example in the boundary portion between the pixel region 12M and the peripheral circuit 19M that configure the solid-state imaging device 11M. The peripheral circuit 19M is a general term for the vertical drive circuit 13, the column signal processing circuit 14, the horizontal drive circuit 15, the output circuit 16, or the control circuit 17, which is arranged around the pixel region 12. ..

図2に示されるように、固体撮像装置11Mは、画素領域12Mおよび周辺回路19Mを構成する素子が配置される基板である第1の基板21Mと、第1の基板21Mを支持する基板である第2の基板22Mとが、接合層23Mを介して接合されることによって構成される。 As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device 11M is a first substrate 21M, which is a substrate on which elements constituting the pixel region 12M and the peripheral circuit 19M are arranged, and a substrate which supports the first substrate 21M. The second substrate 22M is configured to be bonded via the bonding layer 23M.

また、第1の基板21Mは、素子形成部24M、配線部25M、および集光部26Mが積層されて構成される。素子形成部24Mは、例えば、高純度シリコンの単結晶が薄くスライスされたシリコンウェハであり、素子形成部24Mの一方の面(図2において下側を向く面)に対して配線部25Mが積層され、その反対側を向く面(図2において上側を向く面)に対して集光部26Mが積層される。なお、以下、必要に応じて、素子形成部24Mに対して配線部25Mが積層される面を表面と称し、素子形成部24Mに対して集光部26Mが積層される面を裏面と称する。すなわち、固体撮像装置11Mは、第1の基板21Mの裏面側から光が照射される裏面照射型の固体撮像装置である。 Further, the first substrate 21M is configured by stacking the element forming portion 24M, the wiring portion 25M, and the light collecting portion 26M. The element forming portion 24M is, for example, a silicon wafer obtained by thinly slicing a high-purity silicon single crystal, and the wiring portion 25M is laminated on one surface (the surface facing downward in FIG. 2) of the element forming portion 24M. Then, the light collecting section 26M is laminated on the surface facing the opposite side (the surface facing the upper side in FIG. 2). Note that, hereinafter, the surface on which the wiring portion 25M is stacked on the element forming portion 24M is referred to as a front surface, and the surface on which the light collecting portion 26M is stacked on the element forming portion 24M is referred to as a back surface, as necessary. That is, the solid-state imaging device 11M is a backside illumination type solid-state imaging device in which light is emitted from the backside of the first substrate 21M.

配線部25Mには、素子形成部24Mに形成される素子間を接続する複数の配線27Mが層間絶縁膜を介して配置されている。そして、それらの配線27Mを介して、例えば、周辺回路19Mの駆動を制御するための駆動信号が供給されたり、画素領域12Mに配置されている複数の画素18M(18−1M及び18−2M)から読み出される画素信号が出力される。 In the wiring portion 25M, a plurality of wirings 27M that connect the elements formed in the element forming portion 24M are arranged via an interlayer insulating film. Then, for example, a drive signal for controlling the drive of the peripheral circuit 19M is supplied via the wiring 27M, or a plurality of pixels 18M (18-1M and 18-2M) arranged in the pixel region 12M. The pixel signal read from is output.

固体撮像装置11Mの画素領域12Mに配置される複数の画素18M(例えば、画素18−1M、画素18−2M)ごとに、素子形成部24Mには受光素子31M(例えば、受光素子31−1M、受光素子31−2M)が形成され、集光部26Mにはカラーフィルタ32M(例えば、カラーフィルタ32−1M、32−2M)およびオンチップレンズ33M(オンチップレンズ33−1M、33−2M)が形成される。 For each of the plurality of pixels 18M (for example, pixel 18-1M, pixel 18-2M) arranged in the pixel region 12M of the solid-state imaging device 11M, the light receiving element 31M (for example, light receiving element 31-1M, A light receiving element 31-2M) is formed, and a color filter 32M (for example, color filters 32-1M and 32-2M) and an on-chip lens 33M (on-chip lenses 33-1M and 33-2M) are formed in the light collecting unit 26M. It is formed.

図2の例では、2つの画素18−1Mおよび18−2Mが図示されている。すなわち、画素18−1Mは、受光素子31−1M、カラーフィルタ32−1M、およびオンチップレンズ33−1Mを有して構成され、画素18−2Mは、受光素子31−2M、カラーフィルタ32−2M、およびオンチップレンズ33−2Mを有して構成される。なお、画素18−1Mおよび18−2Mは、同様に構成されており、それらを区別する必要がない場合、以下適宜、画素18と称し、画素18−1および18−2を構成する各部についても同様とする。 In the example of FIG. 2, two pixels 18-1M and 18-2M are illustrated. That is, the pixel 18-1M includes a light receiving element 31-1M, a color filter 32-1M, and an on-chip lens 33-1M, and the pixel 18-2M includes a light receiving element 31-2M and a color filter 32-1. 2M and on-chip lens 33-2M. Note that the pixels 18-1M and 18-2M have the same configuration, and when it is not necessary to distinguish them, the pixels 18-1M and 18-2M will be appropriately referred to as the pixels 18 hereinafter, and the respective units configuring the pixels 18-1 and 18-2 will also be referred to as appropriate. The same shall apply.

受光素子31Mは、カラーフィルタ32Mおよびオンチップレンズ33Mを透過して照射される光を受光して光電変換を行い、その光の光量に応じた電荷を発生する。カラーフィルタ32Mは、画素18Mごとに、所定の色(例えば、赤色、緑色、および青色)の光を透過し、オンチップレンズ33Mは、画素18Mごとに、受光素子31Mに照射される光を集光する。 The light receiving element 31M receives the light transmitted through the color filter 32M and the on-chip lens 33M, performs photoelectric conversion, and generates electric charges according to the amount of the light. The color filter 32M transmits light of a predetermined color (for example, red, green, and blue) for each pixel 18M, and the on-chip lens 33M collects the light emitted to the light receiving element 31M for each pixel 18M. Glow.

また、固体撮像装置11Mの周辺回路19Mは、複数の能動素子34M(例えば、能動素子34−1M、能動素子34−2M)により構成されており、図2の例では、2つの能動素子34−1Mおよび34−2Mが示されている。能動素子34−1Mおよび34−2Mは、例えば、トランジスタなどの半導体素子であり、その構成については図3を参照して説明する。また、能動素子34−1Mおよび34−2Mについて、それらを区別する必要がない場合、以下適宜、能動素子34Mと称する。 Further, the peripheral circuit 19M of the solid-state imaging device 11M is configured by a plurality of active elements 34M (for example, active element 34-1M, active element 34-2M). In the example of FIG. 2, two active elements 34- 1M and 34-2M are shown. The active elements 34-1M and 34-2M are, for example, semiconductor elements such as transistors, and the configuration thereof will be described with reference to FIG. In addition, the active elements 34-1M and 34-2M will be appropriately referred to as active elements 34M hereinafter if it is not necessary to distinguish them.

このように、固体撮像装置11Mでは、素子形成部24Mにおいて、画素領域12Mに受光素子31Mが配置され、周辺回路19Mに能動素子34Mが配置される。そして、固体撮像装置11Mでは、素子形成部24Mにおいて、画素領域12Mと周辺回路19Mとの間には、光の伝搬を妨げる材料により構成される、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が、構造物群形成領域35Mに形成される。 Thus, in the solid-state imaging device 11M, the light receiving element 31M is arranged in the pixel region 12M and the active element 34M is arranged in the peripheral circuit 19M in the element forming portion 24M. Then, in the solid-state imaging device 11M, in the element forming portion 24M, at least two structures, which are composed of a material that impedes the propagation of light, are formed between the pixel region 12M and the peripheral circuit 19M. A structure group or a structure group including a plurality of structures is formed in the structure group formation region 35M.

上記で述べたように、図26には表面照射型の固体撮像装置11cNが示されている。素子形成部24Nと集光部26Nとの間に配線部25Nが配されていることを除いては、裏面照射型の固体撮像装置と同様な構成であるので、ここでは詳細な説明は省略する。 As described above, FIG. 26 shows the front side illumination type solid-state imaging device 11cN. The configuration is the same as that of the backside illumination type solid-state imaging device except that the wiring portion 25N is disposed between the element forming portion 24N and the light collecting portion 26N, and thus detailed description thereof is omitted here. ..

図3を用いて説明をする。図3(a−1)は、本技術に係る第1の実施形態の裏面照射型固体撮像装置11aを示す断面図であり、図3(b−1)は、本技術に係る第1の実施形態の裏面照射型固体撮像装置11bを示す断面図である。図3(a−2)は、図3(a―1)に示されるP−a部分の第1構造物群1−3aを構成する構造物1−3a−10の拡大断面図である。図3(b−2)は、図3(b―1)に示される第1構造物群1−3bを構成する構造物1−3b−10の拡大断面図である。そして、図27には、表面照射型の固体撮像装置11cを示す。 This will be described with reference to FIG. FIG. 3A-1 is a cross-sectional view showing the backside illumination type solid-state imaging device 11a according to the first embodiment of the present technology, and FIG. 3B-1 is the first embodiment of the present technology. It is sectional drawing which shows the back surface irradiation type solid-state imaging device 11b of a form. FIG. 3A-2 is an enlarged cross-sectional view of the structure 1-3a-10 that constitutes the first structure group 1-3a of the Pa portion shown in FIG. 3A-1. FIG. 3B-2 is an enlarged cross-sectional view of the structure 1-3b-10 included in the first structure group 1-3b shown in FIG. 3B-1. Then, FIG. 27 shows a front-illuminated solid-state imaging device 11c.

図3(a―1)に示される固体撮像装置11aには、互いに異なる波長選択性を有する第1構造物群1−3aと第2構造物群2−3aとが素子形成部24に形成されている。図3(a−1)では、第1構造物群1−3aは、5つの構造物1−3a−10から構成され、第2構造物群2−3aは、5つの構造物2−3a−10から構成されている。例えば、第1構造物群1−3aは、テーパー型形状の各トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成される。一方、第2構造物群2−3aは、第1構造物群1−3aと同様に、テーパー型形状の各トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成されるが、第2構造物群2−3aのピッチ幅(2つの構造物間の距離ともいう。以下、同じ。)は、第1構造物群1−3aのピッチ幅(2つの構造物間の距離。)とは異なる。図3(a―1)に示されるトレンチ(第1構造物群1−3a及び第2構造物群2−3a)は、FEOL(front-end-of-line)で形成される。すなわち、トレンチ(第1構造物群1−3a及び第2構造物群2−3a)は、素子形成部(半導体基板)24の表面側(光入射側とは反対側)を掘り込んで形成される。 In the solid-state imaging device 11a shown in FIG. 3A-1, a first structure group 1-3a and a second structure group 2-3a having different wavelength selectivity are formed in the element forming portion 24. ing. In FIG. 3(a-1), the first structure group 1-3a is composed of five structures 1-3a-10, and the second structure group 2-3a is composed of five structures 2-3a-. It is composed of 10. For example, the first structure group 1-3a is formed at a constant pitch by filling each of the tapered trenches with a reflection/refraction member such as a silicon oxide film. On the other hand, similarly to the first structure group 1-3a, the second structure group 2-3a is formed by embedding a reflection/refraction member such as a silicon oxide film in each of the tapered trenches and at a constant pitch. However, the pitch width of the second structure group 2-3a (also referred to as a distance between two structures; the same applies hereinafter) is the pitch width of the first structure group 1-3a (between two structures. The distance is different from. The trenches (first structure group 1-3a and second structure group 2-3a) shown in FIG. 3A-1 are formed by FEOL (front-end-of-line). That is, the trenches (the first structure group 1-3a and the second structure group 2-3a) are formed by engraving the surface side (the side opposite to the light incident side) of the element forming portion (semiconductor substrate) 24. It

テーパー型形状のトレンチ構造について、図3(a−2)を用いて更に詳細に説明をする。構造物1−3a−10は、上述したように、トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材1−3a−1を埋め込んで形成されるが、詳細例の一つとしては、図3(a−2)に示されるように、シリコン酸化膜等である反射・屈折部材1−3a−1の外側には、例えば五酸化タンタル(Ta)1−3a−2がトレンチに埋め込まれて形成され、さらに、五酸化タンタル(Ta)1−3a−2の外側には、酸化アルミニウム(Al)1−3a−3がトレンチに埋め込まれて形成される。 The tapered trench structure will be described in more detail with reference to FIG. As described above, the structure 1-3a-10 is formed by filling the trench with the reflection/refraction member 1-3a-1 which is, for example, a silicon oxide film. As shown in (a-2), for example, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) 1-3a-2 is buried in the trench outside the reflection/refraction member 1-3a-1 such as a silicon oxide film. Further, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3a-3 is formed outside the tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) 1-3a-2 by being buried in the trench.

第1構造物群1−3a又は第2構造物群2−3aは、トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチ幅で形成されるため、光の干渉作用により波長選択性を有する一種のバンドパスフィルターにように作用する。したがって、光の干渉作用により一部波長の光の伝搬を完全に抑制することが困難である場合がある。その一方で、第1構造物群1−3aと第2構造物群2−3aとを組み合わせることにより光(例えば、MOSトランジスタTr101で発生するホットキャリア発光の光L)の伝搬を抑制することは可能である。例えば、第1構造物群1−3aを透過した波長の光を第2構造物群2−3aで抑制することが可能である。 The first structure group 1-3a or the second structure group 2-3a is formed by burying a reflection/refraction member such as a silicon oxide film in the trench and formed with a constant pitch width, so that the interference of light causes It acts like a kind of bandpass filter with wavelength selectivity. Therefore, it may be difficult to completely suppress the propagation of light having a partial wavelength due to the interference effect of light. On the other hand, it is possible to suppress the propagation of light (for example, light L of hot carrier emission generated in the MOS transistor Tr101) by combining the first structure group 1-3a and the second structure group 2-3a. It is possible. For example, it is possible to suppress the light having the wavelength that has passed through the first structure group 1-3a by the second structure group 2-3a.

図3(b―1)に示される固体撮像装置11bにも、互いに異なる波長選択性を有する第1構造物群1−3bと第2構造物群2−3bとが素子形成部24に形成されている。図3(b−1)では、第1構造物群1−3bは、5つの構造物1−3b−10から構成され、第2構造物群2−3bは、5つの構造物2−3b−10から構成されている。例えば、第1構造物群1−3bは、逆テーパー型形状の各トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成される。一方、第2構造物群2−3bは、第1構造物群1−3bと同様に、逆テーパー型形状の各トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成されるが、第2構造物群2−3bのピッチ幅(2つの構造物間の距離。)は、第1構造物群1−3bのピッチ幅(2つの構造物間の距離。)とは異なる。図3(b―1)に示されるトレンチ(第1構造物群1−3b及び第2構造物群2−3b)は、素子形成部(半導体基板)24の裏面側(光入射側)を掘り込んで形成される。 In the solid-state imaging device 11b shown in FIG. 3B-1 as well, the first structure group 1-3b and the second structure group 2-3b having different wavelength selectivity are formed in the element forming portion 24. ing. In FIG. 3B-1, the first structure group 1-3b is composed of five structures 1-3b-10, and the second structure group 2-3b is composed of five structures 2-3b-. It is composed of 10. For example, the first structure group 1-3b is formed at a constant pitch by embedding a reflection/refraction member, which is, for example, a silicon oxide film, in each trench having an inverse taper shape. On the other hand, the second structure group 2-3b is similar to the first structure group 1-3b in that each of the reverse taper-shaped trenches is filled with a reflection/refraction member such as a silicon oxide film and has a constant pitch. Although formed, the pitch width of the second structure group 2-3b (the distance between the two structures) is the same as the pitch width of the first structure group 1-3b (the distance between the two structures). Is different. The trench (the first structure group 1-3b and the second structure group 2-3b) shown in FIG. 3B-1 is formed by digging the back surface side (light incident side) of the element forming portion (semiconductor substrate) 24. It is formed intricately.

逆テーパー型形状のトレンチ構造について、図3(b−2)を用いて更に詳細に説明をする。構造物1−3b−10は、上述したように、トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材1−3b−1を埋め込んで形成されるが、詳細例の一つとしては、図3(b−2)に示されるように、シリコン酸化膜等である反射・屈折部材1−3b−1の外側には、例えば五酸化タンタル(Ta)1−3b−2がトレンチに埋め込まれて形成され、さらに、五酸化タンタル(Ta)1−3b−2の外側には、酸化アルミニウム(Al)1−3b−3がトレンチに埋め込まれて形成される。 The reverse taper type trench structure will be described in more detail with reference to FIG. As described above, the structure 1-3b-10 is formed by filling the trench with the reflection/refraction member 1-3b-1 which is, for example, a silicon oxide film. As shown in (b-2), for example, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) 1-3b-2 is buried in the trench outside the reflection/refraction member 1-3b-1 such as a silicon oxide film. Further, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3b-3 is formed in a trench outside the tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) 1-3b-2.

第1構造物群1−3b又は第2構造物群2−3bは、トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチ幅で形成されるため、光の干渉作用により波長選択性を有する一種のバンドパスフィルターにように作用する。したがって、光の干渉作用により一部波長の光の伝搬を完全に抑制することが困難である場合がある。その一方で、第1構造物群1−3bと第2構造物群2−3bとを組み合わせることにより光(例えば、MOSトランジスタTr102で発生するホットキャリア発光の光L)の伝搬を抑制することは可能である。例えば、第1構造物群1−3bを透過した波長の光を第2構造物群2−3bで抑制することが可能である。 The first structure group 1-3b or the second structure group 2-3b is formed by burying a reflection/refraction member such as a silicon oxide film in the trench and formed with a constant pitch width, so that the interference of light causes It acts like a kind of bandpass filter with wavelength selectivity. Therefore, it may be difficult to completely suppress the propagation of light having a partial wavelength due to the interference effect of light. On the other hand, it is possible to suppress the propagation of light (for example, light L of hot carrier emission generated in the MOS transistor Tr102) by combining the first structure group 1-3b and the second structure group 2-3b. It is possible. For example, it is possible to suppress the light having the wavelength that has passed through the first structure group 1-3b by the second structure group 2-3b.

上記で述べたように、図27には表面照射型の固体撮像装置11cが示されている。互いに異なる波長選択性を有する第1構造物群1−27と第2構造物群2−27とが素子形成部24に形成されている。図27では、第1構造物群1−27は、5つの構造物1−27−10から構成され、第2構造物群2−27は、5つの構造物2−27−10から構成されている。例えば、第1構造物群1−27はトレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成される。一方、第2構造物群2−27は、第1構造物群1−27と同様に、トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成されるが、第2構造物群2−27のピッチ幅(2つの構造物間の距離。)は、第1構造物群1−27のピッチ幅(2つの構造物間の距離。)とは異なる。 As described above, FIG. 27 shows the front-illuminated solid-state imaging device 11c. A first structure group 1-27 and a second structure group 2-27 having wavelength selectivity different from each other are formed in the element forming portion 24. In FIG. 27, the first structure group 1-27 is composed of five structures 1-27-10, and the second structure group 2-27 is composed of five structures 2-27-10. There is. For example, the first structure group 1-27 is formed in a trench with a reflection/refraction member such as a silicon oxide film embedded therein and at a constant pitch. On the other hand, similarly to the first structure group 1-27, the second structure group 2-27 is formed by burying a reflection/refraction member such as a silicon oxide film in the trench and formed at a constant pitch. The pitch width of the second structure group 2-27 (distance between two structures) is different from the pitch width of the first structure group 1-27 (distance between two structures).

次に、シリコン中にトレンチを形成し、シリコン酸化膜を埋め込むこととして、ピッチ幅(2つの構造物間の距離)、トレンチ幅(構造物の幅)、トレンチ数(構造物数)をパラメーターとして透過率(%)の実験(シミュレーション)をした結果を、図4〜図11に示す。 Next, a trench is formed in silicon and a silicon oxide film is embedded, and the pitch width (distance between two structures), the trench width (structure width), and the number of trenches (number of structures) are used as parameters. The results of experiments (simulations) on the transmittance (%) are shown in FIGS.

まず、図4〜図6を用いて説明をする。 First, a description will be given with reference to FIGS.

図4(a)に示される構造物群を説明する。図4(a)に示されるように、シリコン1−4a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1−4a−10から構成される構造物群1−4aを作製した。なお、図4(a)中では、構造物1−4a−10の断面形状は矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図4(a)に示される構造物群1−4aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 4A will be described. As shown in FIG. 4(a), a trench is formed in silicon 1-4a-11 and a silicon oxide film is buried in the trench, and a structure group 1-consisting of 10 structures 1-4a-10 is formed. 4a was produced. In addition, in FIG. 4A, the cross-sectional shape of the structure 1-4a-10 is a rectangular shape, but it may be a tapered shape or an inverse tapered shape. The simulation conditions (experimental conditions) for the structure group 1-4a shown in FIG. 4A are as follows. The wavelength band used is typically 960 nm to 1040 nm.

(構造物群1−4a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−4a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1−4a−10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1−4a−10の数):10本
(Structure group 1-4a)
Pitch width (distance between two structures 1-4a-10): Q1 μm,
-Trench width (width of structures 1-4a-10): R1 μm,
-Number of trenches (number of structures 1-4a-10): 10

ところで、構造物群1−4aのピッチ幅(2本の構造物1−4a―10間の距離)は、左右方向(図4(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−4a―10において、左側の構造物1−4a−10の右辺と右側の構造物1−4a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width of the structure group 1-4a (distance between the two structures 1-4a-10) is two adjacent structure 1 in the left-right direction (left-right direction in FIG. 4A). -4a-10, the distance between the right side of the left structure 1-4a-10 and the left side of the right structure 1-4a-10.

図5(a)に示される構造物群を説明する。図5(a)に示されるように、シリコン1−5a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1−5a−10から構成される構造物群1−5aを作製した。なお、図5(a)中では、構造物1−5a−10の断面形状は矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図5(a)に示される構造物群1−5aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 5A will be described. As shown in FIG. 5(a), a trench is formed in silicon 1-5a-11, a silicon oxide film is buried in the trench, and a structure group 1-consisting of 10 structures 1-5a-10 is formed. 5a was produced. Although the structure 1-5a-10 has a rectangular cross-sectional shape in FIG. 5A, it may have a tapered shape or an inverse tapered shape. The simulation conditions (experimental conditions) for the structure group 1-5a shown in FIG. 5A are as follows. The wavelength band used is typically 960 nm to 1040 nm.

(構造物群1−5a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−5a―10間の距離):Q2μm、
・トレンチ幅(構造物1−5a−10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1−5a−10の数):10本
(Structure group 1-5a)
Pitch width (distance between two structures 1-5a-10): Q2 μm,
-Trench width (width of the structures 1-5a-10): R1 μm,
-Number of trenches (number of structures 1-5a-10): 10

ところで、構造物群1−5aのピッチ幅(2本の構造物1−5a―10間の距離)は、左右(図5(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−5a―10において、左側の構造物1−5a−10の右辺と右側の構造物1−5a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width of the structure group 1-5a (distance between the two structures 1-5a-10) is equal to the two structures 1-left and right (in the left-right direction in FIG. 5A). 5a-10, the distance between the right side of the left structure 1-5a-10 and the left side of the right structure 1-5a-10.

図6(a)に示される構造物群を説明する。図6(a)に示されるように、シリコン1−6a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物1−6a−10から構成される第1構造物群1−6aを作製し、さらに、シリコン2−6a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物2−6a−10から構成される第2構造物群2−6aを作製した。そして、第1構造物群1−6aと、第2構造物群2−6aとを、この順で直列状に配置した。なお、図6(a)中では、構造物1−6a−10及び構造物2−6a−10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図6(a)に示される第1構造物群1−6a及び第2構造物群2−6aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 6A will be described. As shown in FIG. 6A, a trench is formed in silicon 1-6a-11, a silicon oxide film is buried in the trench, and a first structure group composed of five structures 1-6a-10 is formed. 1-6a is manufactured, a trench is further formed in the silicon 2-6a-11, a silicon oxide film is buried, and a second structure group 2 composed of five structures 2-6a-10 is formed. 6a was produced. Then, the first structure group 1-6a and the second structure group 2-6a were arranged in series in this order. In addition, in FIG. 6A, the cross-sectional shape of the structure 1-6a-10 and the structure 2-6a-10 is rectangular, but may be a tapered shape or an inverse tapered shape. Simulation conditions (experimental conditions) for the first structure group 1-6a and the second structure group 2-6a shown in FIG. 6A are as follows. The wavelength band used is typically 960 nm to 1040 nm.

(第1構造物群1−6a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1−6a−10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1−6a−10の数):5本
(First structure group 1-6a)
Pitch width (distance between two structures 1-6a-10): Q1 μm,
-Trench width (width of the structure 1-6a-10): R1 m,
-Number of trenches (number of structures 1-6a-10): 5

(第2構造物群2−6a)
・ピッチ幅(2本の構造物2−6a―10間の距離):Q2μm、
・トレンチ幅(構造物2−6a−10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物2−6a−10の数):5本
(Second structure group 2-6a)
Pitch width (distance between two structures 2-6a-10): Q2 μm,
-Trench width (width of structure 2-6a-10): R1 μm,
-Number of trenches (number of structures 2-6a-10): 5

ところで、第1構造物群1−6aのピッチ幅(2本の構造物1−6a―10間の距離)は、左右(図6(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−6a―10において、左側の構造物1−6a−10の右辺と右側の構造物1−6a−10の左辺との間の距離である。同様に、第2構造物群2−6aのピッチ幅(2本の構造物2−6a―10間の距離)は、左右(図6(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物2−6a―10において、左側の構造物2−6a−10の右辺と右側の構造物2−6a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width (distance between two structures 1-6a-10) of the first structure group 1-6a is two structures adjacent to each other in the left-right direction (the left-right direction in FIG. 6A). 1-6a-10, the distance between the right side of the left structure 1-6a-10 and the left side of the right structure 1-6a-10. Similarly, the pitch width of the second structure group 2-6a (distance between the two structures 2-6a-10) is two structures adjacent to each other in the left-right direction (left-right direction in FIG. 6A). In the object 2-6a-10, the distance between the right side of the left structure 2-6a-10 and the left side of the right structure 2-6a-10.

図4(b)、図5(b)及び図6(b)に示される透過率の結果を検討する。
図4(b)に示されるように、構造物群1−4aでは、波長970±10nm、1010±10nmの透過率が高い。また、図5(b)に示されるように、構造物群1−5aでは、990±10nm、1030±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)で構造物群が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
Consider the transmittance results shown in FIGS. 4(b), 5(b) and 6(b).
As shown in FIG. 4B, the structure groups 1-4a have high transmittances at wavelengths of 970±10 nm and 1010±10 nm. Further, as shown in FIG. 5B, in the structure group 1-5a, the transmittances of 990±10 nm and 1030±10 nm are high. When a structure group is formed using a reflection/refraction member such as a silicon oxide film and having a constant pitch width (distance between two structures), it has wavelength selectivity due to light interference. Therefore, it may be difficult to completely actuate the propagation of light of some wavelengths by acting like a kind of bandpass filter.

一方、図6(b)に示されるように、第1構造物群1−6aと第2構造物群2−6aとを組み合わせて、波長選択性の異なる少なくとも2種の構造物群をうまく組み合わせることができれば、一種のバンドパスフィルターを組み合わせたように作用し、光の伝搬を抑制することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 6B, the first structure group 1-6a and the second structure group 2-6a are combined to successfully combine at least two kinds of structure groups having different wavelength selectivity. If it is possible, it works as if a kind of band pass filter is combined, and the propagation of light can be suppressed.

次に、図7〜図8を用いて説明をする。 Next, description will be made with reference to FIGS.

図7(a)に示される構造物群を説明する。図7(a)に示されるように、シリコン1−7a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1−7a−10から構成される構造物群1−7aを作製した。なお、図7(a)中では、構造物1−7a−10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図7(a)に示される構造物群1−7aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 7A will be described. As shown in FIG. 7A, a trench is formed in silicon 1-7a-11, a silicon oxide film is buried in the trench, and a structure group 1 including 10 structures 1-7a-10 is formed. 7a was produced. In addition, in FIG. 7A, the sectional shape of the structure 1-7a-10 is a rectangular shape, but may be a tapered shape or an inverse tapered shape. The simulation conditions (experimental conditions) for the structure group 1-7a shown in FIG. 7A are as follows. The wavelength band used is typically 960 nm to 1040 nm.

(構造物群1−7a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−7a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1−7a−10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1−7a−10の数):10本
(Structure group 1-7a)
Pitch width (distance between two structures 1-7a-10): Q1 μm,
-Trench width (width of the structure 1-7a-10): R1 μm,
-Number of trenches (number of structures 1-7a-10): 10

ところで、構造物群1−7aのピッチ幅(2本の構造物1−7a―10間の距離)は、左右方向(図7(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−7a―10において、左側の構造物1−7a−10の右辺と右側の構造物1−7a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width of the structure group 1-7a (the distance between the two structures 1-7a-10) is determined by the two structures 1 adjacent to each other in the left-right direction (the left-right direction in FIG. 7A). -7a-10, the distance between the right side of the left structure 1-7a-10 and the left side of the right structure 1-7a-10.

図8(a)に示される構造物群を説明する。図8(a)に示されるように、シリコン1−8a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1−8a−10から構成される構造物群1−8aを作製した。なお、図8(a)中では、構造物1−8a−10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図8(a)に示される構造物群1−8aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 8A will be described. As shown in FIG. 8A, a trench is formed in silicon 1-8a-11, a silicon oxide film is buried in the trench, and a structure group 1 including 10 structures 1-8a-10 is formed. 8a was produced. In addition, in FIG. 8A, the sectional shape of the structure 1-8a-10 is a rectangular shape, but may be a tapered shape or an inverse tapered shape. Simulation conditions (experimental conditions) for the structure group 1-8a shown in FIG. 8A are as follows. The wavelength band used is typically 960 nm to 1040 nm.

(構造物群1−8a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−8a―10間の距離):Q1〜Q2μm、
漸次的(例えば、Xμmステップ)に、2本の構造物間の距離を短くして、Q1μm(図8(a)中の左側から一番目の構造物1−8a−10と左側から2番目の構造物1−8a−10との間の距離)から、Q2μm(図8(a)中の左側から九番目の構造物1−8a−10と左側から10番目の構造物1−8a−10との間の距離)まで変化をさせて、2本の構造物間の距離を短くした。
・トレンチ幅(構造物1−8a−10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1−8a−10の数):10本
(Structure group 1-8a)
Pitch width (distance between two structures 1-8a-10): Q1 to Q2 μm,
Gradually (for example, in Xμm steps), the distance between the two structures is shortened, and Q1 μm (the first structure 1-8a-10 from the left side and the second structure from the left side in FIG. From the distance from the structure 1-8a-10) to Q2 μm (the structure 1-8a-10, which is the ninth structure from the left side in FIG. 8A, and the structure 1-8a-10, which is the tenth structure from the left side. The distance between two structures was shortened by changing the distance between the two structures.
-Trench width (width of the structure 1-8a-10): R1 m,
-Number of trenches (number of structures 1-8a-10): 10

ところで、構造物群1−8aのピッチ幅(2本の構造物1−8a―10間の距離)は、左右方向(図8(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−8a―10において、左側の構造物1−8a−10の右辺と右側の構造物1−8a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width of the structure group 1-8a (distance between the two structures 1-8a-10) is determined by the two structures 1 adjacent to each other in the left-right direction (the left-right direction in FIG. 8A). -8a-10, the distance between the right side of the left structure 1-8a-10 and the left side of the right structure 1-8a-10.

図7(b)及び図8(b)に示される透過率の結果を検討する。
図7(b)に示さるように、構造物群1−7aでは、波長970±10nm、1010±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ一定のピッチ幅で構造物群が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
Consider the transmittance results shown in FIGS. 7(b) and 8(b).
As shown in FIG. 7B, the structure group 1-7a has high transmittance at wavelengths of 970±10 nm and 1010±10 nm. When reflective/refractive members such as silicon oxide film are used, and when a group of structures is formed with a constant pitch width, it has a wavelength selectivity due to the interference of light, so it acts as a kind of bandpass filter. However, it may be difficult to completely suppress the propagation of light of some wavelengths.

一方、図8(b)に示されるように、構造物群1−8aでは、ピッチ幅(2本の構造物間の距離)を漸次的に少しずつ変化させることにより、一種のバンドパスフィルターを複数組み合わせたように作用し、光の伝搬を抑制することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 8B, in the structure group 1-8a, a kind of band-pass filter is obtained by gradually changing the pitch width (distance between two structures) little by little. It works as if a plurality of them are combined, and it is possible to suppress the propagation of light.

さらに、図9〜図11を用いて説明をする。 Further, a description will be given with reference to FIGS. 9 to 11.

図9(a)に示される構造物群を説明する。図9(a)に示されるように、シリコン1−9a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1−9a−10から構成される構造物群1−9aを作製した。なお、図9(a)中では、構造物1−9a−10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図9(a)に示される構造物群1−9aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 9A will be described. As shown in FIG. 9A, a trench is formed in silicon 1-9a-11, a silicon oxide film is embedded in the trench, and a structure group 1-containing 10 structures 1-9a-10 is formed. 9a was produced. In addition, in FIG. 9A, the cross-sectional shape of the structure 1-9a-10 is a rectangular shape, but may be a tapered shape or an inverse tapered shape. The simulation conditions (experimental conditions) for the structure group 1-9a shown in FIG. 9A are as follows. The wavelength band used is typically 960 nm to 1040 nm.

(構造物群1−9a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−9a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1−9a−10の幅):R2μm、
・トレンチ数(構造物1−9a−10の数):10本
(Structure group 1-9a)
・Pitch width (distance between two structures 1-9a-10): Q1 μm,
-Trench width (width of the structure 1-9a-10): R2 μm,
-Number of trenches (number of structures 1-9a-10): 10

ところで、構造物群1−9aのピッチ幅(2本の構造物1−9a―10間の距離)は、左右方向(図9(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−9a―10において、左側の構造物1−9a−10の右辺と右側の構造物1−9a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width of the structure group 1-9a (the distance between the two structures 1-9a-10) is determined by the two structures 1 adjacent to each other in the left-right direction (the left-right direction in FIG. 9A). -9a-10, the distance between the right side of the left structure 1-9a-10 and the left side of the right structure 1-9a-10.

図10(a)に示される構造物群を説明する。図10(a)に示されるように、シリコン1−10a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1−10a−10から構成される構造物群1−10aを作製した。なお、図10(a)中では、構造物1−10a−10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図10(a)に示される構造物群1−10aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 10A will be described. As shown in FIG. 10(a), a trench is formed in silicon 1-10a-11, a silicon oxide film is buried in the trench, and a structure group 1-consisting of 10 structures 1-10a-10 is formed. 10a was produced. Although the structure 1-10a-10 has a rectangular cross-sectional shape in FIG. 10A, it may have a tapered shape or an inverse tapered shape. Simulation conditions (experimental conditions) for the structure group 1-10a shown in FIG. 10(a) are as follows. The wavelength band used is typically 960 nm to 1040 nm.

(構造物群1−10a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−10a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1−10a−10の幅):R3μm、
・トレンチ数(構造物1−10a−10の数):10本
(Structure group 1-10a)
Pitch width (distance between two structures 1-10a-10): Q1 μm,
-Trench width (width of the structure 1-10a-10): R3 μm,
-Number of trenches (number of structures 1-10a-10): 10

ところで、構造物群1−10aのピッチ幅(2本の構造物1−10a―10間の距離)は、左右方向(図10(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−10a―10において、左側の構造物1−10a−10の右辺と右側の構造物1−10a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width of the structure group 1-10a (distance between the two structures 1-10a-10) is equal to the two structures 1 adjacent to each other in the left-right direction (left-right direction in FIG. 10A). -10a-10, the distance between the right side of the left structure 1-10a-10 and the left side of the right structure 1-10a-10.

図11(a)に示される構造物群を説明する。図11(a)に示されるように、シリコン1−11a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物1−11a−10から構成される第1構造物群1−11aを作製し、さらに、シリコン2−11a−11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物2−11a−10から構成される第2構造物群2−11aを作製した。そして、第1構造物群1−11aと、第2構造物群2−11aと、をこの順で直列状に配置した。なお、図11(a)中では、構造物1−11a−10及び構造物2−11a−10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図11(a)に示される第1構造物群1−11a及び第2構造物群2−11aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm〜1040nmを用いた。 The structure group shown in FIG. 11A will be described. As shown in FIG. 11A, a trench is formed in silicon 1-11a-11, a silicon oxide film is embedded in the trench, and a first structure group including five structures 1-11a-10 is formed. 1-11a is manufactured, a trench is further formed in the silicon 2-11a-11, a silicon oxide film is buried, and a second structure group 2 consisting of five structures 2-11a-10 is formed. 11a was produced. Then, the first structure group 1-11a and the second structure group 2-11a were arranged in series in this order. In addition, in FIG. 11A, although the cross-sectional shape of the structure 1-11a-10 and the structure 2-11a-10 is a rectangular shape, it may be a tapered shape or an inverse tapered shape. The simulation conditions (experimental conditions) for the first structure group 1-11a and the second structure group 2-11a shown in FIG. 11A are as follows. The wavelength band used was typically 960 nm to 1040 nm.

(第1構造物群1−11a)
・ピッチ幅(2本の構造物1−6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1−6a−10の幅):R2μm、
・トレンチ数(構造物1−6a−10の数):5本
(First structure group 1-11a)
Pitch width (distance between two structures 1-6a-10): Q1 μm,
-Trench width (width of the structure 1-6a-10): R2 μm,
-Number of trenches (number of structures 1-6a-10): 5

(第2構造物群2−11a)
・ピッチ幅(2本の構造物2−6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物2−6a−10の幅):R3μm、
・トレンチ数(構造物2−6a−10の数):5本
(Second structure group 2-11a)
Pitch width (distance between two structures 2-6a-10): Q1 μm,
-Trench width (width of structure 2-6a-10): R3 μm,
-Number of trenches (number of structures 2-6a-10): 5

ところで、第1構造物群1−11aのピッチ幅(2本の構造物1−11a―10間の距離)は、左右(図11(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1−11a―10において、左側の構造物1−11a−10の右辺と右側の構造物1−11a−10の左辺との間の距離である。同様に、第2構造物群2−11aのピッチ幅(2本の構造物2−11a―10間の距離)は、左右(図11(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物2−11a―10において、左側の構造物2−11a−10の右辺と右側の構造物2−11a−10の左辺との間の距離である。 By the way, the pitch width of the first structure group 1-11a (distance between the two structures 1-11a-10) is two structures adjacent to each other in the left-right direction (left-right direction in FIG. 11A). 1-11a-10, the distance between the right side of the left structure 1-11a-10 and the left side of the right structure 1-11a-10. Similarly, the pitch width of the second structure group 2-11a (distance between the two structures 2-11a-10) is two structures adjacent to each other in the left-right direction (left-right direction in FIG. 11A). In the object 2-11a-10, it is the distance between the right side of the left structure 2-11a-10 and the left side of the right structure 2-11a-10.

図9(b)、図10(b)及び図11(b)に示される透過率の結果を検討する。
図9(b)に示されるように、構造物群1−9aでは、波長965±10nm、1010±10nmの透過率が高い。また、図10(b)に示されるように、構造物群1−10aでは990±10nm、1030±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)で構造物が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
Consider the transmittance results shown in FIGS. 9(b), 10(b) and 11(b).
As shown in FIG. 9B, in the structure group 1-9a, the transmittances at the wavelengths of 965±10 nm and 1010±10 nm are high. Further, as shown in FIG. 10B, the structure group 1-10a has high transmittances of 990±10 nm and 1030±10 nm. When a structure is formed using a reflective/refractive member such as a silicon oxide film and with a constant pitch width (distance between two structures), it has wavelength selectivity due to the interference of light. In some cases, it may be difficult to completely suppress the propagation of light of some wavelengths by acting like a kind of bandpass filter.

一方、図11(b)に示されるように、第1構造物群1−11aと第2構造物群2−11aとを組み合わせて、第1構造物群1−11aから第2構造物群2−11aまで、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)であっても、トレンチ幅(構造物の幅)を変化させることができる。第1構造物群1−11aと第2構造物群2−11aとのように、波長選択性の異なる少なくとも2種の構造物群をうまく組み合わせることができれば、一種のバンドパスフィルターを組み合わせたように作用し、光の伝搬を抑制することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 11B, the first structure group 1-11a and the second structure group 2-11a are combined to form the first structure group 1-11a to the second structure group 2 Even with a constant pitch width (distance between two structures) up to −11a, the trench width (structure width) can be changed. Like the first structure group 1-11a and the second structure group 2-11a, if at least two kinds of structure groups having different wavelength selectivity can be successfully combined, it seems that a kind of bandpass filter is combined. Can be suppressed and the propagation of light can be suppressed.

次に、図12〜図15を用いて、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群の固体撮像装置における配置例を示す。 Next, with reference to FIGS. 12 to 15, an example of arrangement of at least two structure groups including at least two structures or a structure group including a plurality of structures in the solid-state imaging device will be described.

図12には、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が形成される構造物群形成領域35Eの平面的な第1の配置例が示されている。 In FIG. 12, the first planar arrangement of the structure group formation regions 35E in which at least two structure groups each including at least two structures or a structure group each including a plurality of structures are formed. An example is shown.

図12に示されるように、固体撮像装置11Eにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を通り、平面的に見て画素領域12を囲うように構造物群形成領域35Eが配置されている。このように構造物群形成領域35Eを配置することにより、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、どの方向からも画素領域12に入り込むことを防止することができる。したがって、ホットキャリアにより発生した光等による悪影響を、より確実に抑制することができる。 As shown in FIG. 12, in the solid-state imaging device 11E, a structure group formation region 35E is arranged so as to pass between the pixel region 12 and the peripheral circuit 19 and surround the pixel region 12 in plan view. There is. By arranging the structure group formation region 35E in this way, it is possible to prevent light generated by the active element 34 of the peripheral circuit 19 from entering the pixel region 12 from any direction. Therefore, it is possible to more reliably suppress the adverse effect of light or the like generated by the hot carriers.

次に、図13は、構造物群形成領域35Fの平面的な第2の配置例が示されている。 Next, FIG. 13 shows a second planar arrangement example of the structure group formation region 35F.

図13に示されるように、固体撮像装置11Fにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を通り、平面的に見て周辺回路19を囲うように構造物群形成領域35Fが配置されている。このように構造物群形成領域35Fを配置することにより、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、どの方向にも漏れ出ることを防止し、その光が画素領域12に入り込むことを防止することができる。したがって、固体撮像装置11Fでは、ホットキャリアにより発生した光等による悪影響を確実に抑制することができる。なお、構造物群形成領域35Fの断面的な構成は、図2に示される構造を採用することができる。 As shown in FIG. 13, in the solid-state imaging device 11F, the structure group formation region 35F is arranged so as to pass between the pixel region 12 and the peripheral circuit 19 and surround the peripheral circuit 19 in plan view. There is. By arranging the structure group formation region 35F in this way, light generated in the active element 34 of the peripheral circuit 19 is prevented from leaking in any direction, and the light is prevented from entering the pixel region 12. can do. Therefore, in the solid-state imaging device 11F, it is possible to reliably suppress the adverse effect of light or the like generated by hot carriers. The structure shown in FIG. 2 can be adopted as the sectional configuration of the structure group formation region 35F.

図14は、構造物群形成領域35Gの平面的な第3の配置例が示されている。 FIG. 14 shows a third planar arrangement example of the structure group formation region 35G.

図14に示されるように、固体撮像装置11Gにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を少なくとも通るように、周辺回路19から画素領域12に直線的に向かう光を少なくとも遮るように構造物群形成領域35Gが配置されている。このように構造物群形成領域35Gを配置することにより、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、画素領域12に直線的に入り込むことを防止することができる。したがって、固体撮像装置11Gでは、ホットキャリアにより発生した光等による悪影響を抑制することができる。なお、構造物群形成領域35Gの断面的な構成は、図2に示される構造を採用することができる。 As shown in FIG. 14, in the solid-state imaging device 11G, at least the light linearly traveling from the peripheral circuit 19 to the pixel region 12 is blocked so as to pass at least between the pixel region 12 and the peripheral circuit 19. An object group forming area 35G is arranged. By arranging the structure group formation region 35G in this manner, it is possible to prevent light generated by the active element 34 of the peripheral circuit 19 from linearly entering the pixel region 12. Therefore, in the solid-state imaging device 11G, it is possible to suppress the adverse effect of light or the like generated by hot carriers. The structure shown in FIG. 2 can be adopted as the sectional configuration of the structure group formation region 35G.

図15は、構造物群形成領域35Hの平面的な第4の配置例が示されている。 FIG. 15 shows a fourth planar arrangement example of the structure group formation region 35H.

図15に示されるように、固体撮像装置11Hにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を通り、平面的に見て画素領域12を囲うように、複数の構造物が組み合わされて構成される構造物群形成領域35Hが配置されている。ここで、構造物群形成領域35Hは、構造物群形成領域35Hの外側から画素領域12に向かう直線上に、いずれかの構造物が必ず配置されるように、即ち、構造物群形成領域35Hの外側から画素領域12に向かって直線的に光がすり抜けないように構造物が配置されている。 As shown in FIG. 15, in the solid-state imaging device 11H, a plurality of structures are combined so as to pass between the pixel region 12 and the peripheral circuit 19 and surround the pixel region 12 in plan view. The structure group forming area 35H is arranged. Here, in the structure group formation region 35H, one of the structures is always arranged on a straight line extending from the outside of the structure group formation region 35H to the pixel region 12, that is, the structure group formation region 35H. Structures are arranged so that light does not pass through linearly from the outside to the pixel region 12.

このような構成の構造物群形成領域35Hにより、固体撮像装置11Hでは、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、画素領域12に直線的に入り込むことを防止することができる。従って、ホットキャリアにより発生した光による悪影響を抑制することができる。特に、固体撮像装置11Hは、例えば、構造物群形成領域35Hを形成する際に局所的に応力集中が発生し、比較的に大型の形状を形成することができない構成において有効である。なお、構造物群形成領域35Hの断面的な構成は、図2に示される構造を採用することができる。 With the structure group formation region 35H having such a configuration, in the solid-state imaging device 11H, light generated by the active element 34 of the peripheral circuit 19 can be prevented from linearly entering the pixel region 12. Therefore, it is possible to suppress the adverse effect of light generated by hot carriers. In particular, the solid-state imaging device 11H is effective in a configuration in which a relatively large shape cannot be formed due to local stress concentration when forming the structure group formation region 35H, for example. The structure shown in FIG. 2 can be adopted as the sectional configuration of the structure group formation region 35H.

本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、後述する本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用され得る。 The solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology is the same as the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present technology to be described later unless there is a technical contradiction in addition to the contents described above. The contents described in can be applied as they are.

<3.第2の実施形態(固体撮像装置の例2)>
本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置は、第1の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、画素領域と該周辺回路部との間に配されて、能動素子において発生するホットキャリア発光の光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、基板は、第1多層配線層及び画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とは、第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とが、第1多層配線層と第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。ところで、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群としては、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群とから構成される例が挙げられる。
<3. Second Embodiment (Solid-State Imaging Device Example 2)>
The solid-state imaging device according to the second embodiment (Example 2 of solid-state imaging device) of the present technology is, as a first aspect, a pixel formed on the light incident side of a substrate and in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged. Region and a peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element, and arranged between the pixel region and the peripheral circuit portion, and hot carrier emission generated in the active element enters the photoelectric conversion portion. A first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and a pixel region, and a second multilayer wiring. A second semiconductor chip portion including a layer and a peripheral circuit portion is bonded to each other, and the first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are formed by a connection conductor penetrating the first semiconductor chip portion. The solid-state imaging device is electrically connected, and the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded together with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other. By the way, the at least two structure groups including at least two structures include a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures. An example of configuration is given.

本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、少なくとも2つの構造物群は、少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、構造物を構成する材料、構造物の幅、構造物の厚み、及び隣り合う2つの構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように、形成される。構造物を構成する材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al、Ta等が挙げられる。 In the first aspect of the solid-state imaging device of the second embodiment according to the present technology, the at least two structure groups include one structure group out of at least two structure groups and the other at least one structure group. Are formed so as to differ from each other in at least one of the material forming the structure, the width of the structure, the thickness of the structure, and the distance between two adjacent structures. Examples of the material forming the structure include a material having a small light extinction coefficient and a material having a refractive index different from that of silicon (Si). Specifically, SiN, SiO 2 , SiC, SiCN, SiON, SiOC, Al 2 O 3, Ta 2 O 5 and the like.

本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様として、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群としては、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群とから構成される例が挙げられる。構造物群形成領域に、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、が形成されて、少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とが異なっていてよい。また、複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてもよい。 As a first aspect of the solid-state imaging device of the second embodiment according to the present technology, a first structure having a plurality of first structures as at least two structure groups composed of at least two structures. An example includes a group and a second structure group having a plurality of second structures. A first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures are formed in the structure group formation region, and at least one adjacent first structure group is formed. The distance between the structures may be different from the distance between at least one adjacent second structure. Further, the width of at least one first structure of the plurality of first structures and the width of at least one second structure of the plurality of second structures may be different.

本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群の波長選択性と第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。そして、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれはトレンチ構造でもよいし、積層体(多層膜)でもよい。第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれが積層体(多層膜)の場合、少なくとも1つの隣り合う第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、少なくとも1つの隣り合う第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。 In the first aspect of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present technology, the wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group may be different from each other. Then, in the first aspect of the solid-state imaging device of the second embodiment according to the present technology, each of the first structure group and the second structure group may have a trench structure or a stacked body (multilayer film). .. When each of the first structure group and the second structure group is a laminated body (multilayer film), at least one adjacent first structure composes the thickness of the first structure and/or the first structure. Different materials, and at least one adjacent second structure may differ in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure.

本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置は、第2の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、画素領域の基板深さ方向の下部に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部は、第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部とが、第1多層配線層と第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。 As a second aspect, the solid-state imaging device according to the second embodiment (Example 2 of solid-state imaging device) according to the present technology is a pixel formed on the light incident side of a substrate and in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged. A region and a peripheral circuit portion formed below the pixel region in the depth direction of the substrate and including an active element, and arranged between the pixel region and the peripheral circuit portion to generate hot carrier light emission generated in the active element. A structure group composed of a plurality of structures for preventing entry into the photoelectric conversion unit, wherein the substrate has a first semiconductor chip unit including a first multilayer wiring layer and the pixel region; A second semiconductor chip portion including a second multilayer wiring layer and a peripheral circuit portion is bonded and configured, and the first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are connected to penetrate the first semiconductor chip. A solid-state imaging device electrically connected by a conductor, wherein the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded to each other with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other. is there.

本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第2の態様では、構造物群において、複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、複数の構造物が配列される。複数の構造物のそれぞれの材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al、Ta等が挙げられる。 In the second aspect of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present technology, in the structure group, each material, width and thickness of the plurality of structures and two adjacent structures in the plurality of structures. At least one of the distances is changed so as to have a predetermined pattern, and the plurality of structures are arranged. Examples of the respective materials of the plurality of structures include a material having a small light extinction coefficient and a material having a refractive index different from that of silicon (Si). Specifically, SiN, SiO 2 , SiC, SiCN, SiON, SiOC, Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 and the like.

所定のパターンとしては、例えば、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン、漸次パターン等が挙げられる。 Examples of the predetermined pattern include a random pattern, an alternating pattern, a periodic pattern, a block pattern, and a gradual pattern.

以下、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置について、図16〜図25を用いて更に詳細に説明をする。 Hereinafter, the solid-state imaging device of the second embodiment according to the present technology will be described in more detail with reference to FIGS. 16 to 25.

図16は、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置86の断面図である。なお、固体撮像装置86は、裏面照射型の固体撮像装置である。 FIG. 16 is a sectional view of a solid-state imaging device 86 according to the second embodiment of the present technology. The solid-state imaging device 86 is a backside illumination type solid-state imaging device.

図16に示される固体撮像装置86のように、複数のチップ同士を貼り合わせて接合することで、信号を高速伝送できるようにする取り組みが検討されている。固体撮像装置86においては、光電変換部と周辺回路部が至近距離に形成されるため、画素領域と周辺回路部が基板内の上下に立体的に配置される。この立体的に配置された画素領域と周辺回路部間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が配置されるので、画素領域と周辺回路が至近距離で配置されていても、周辺回路部における能動素子の動作時に能動素子から放射される光は阻止されて、光電変換部への光の侵入が抑制される。 As in the solid-state imaging device 86 shown in FIG. 16, efforts are under consideration to enable high-speed signal transmission by bonding and joining a plurality of chips. In the solid-state imaging device 86, since the photoelectric conversion unit and the peripheral circuit unit are formed at a close distance, the pixel region and the peripheral circuit unit are three-dimensionally arranged inside the substrate. Since at least two structure groups composed of at least two structures or a structure group composed of a plurality of structures are arranged between the three-dimensionally arranged pixel region and the peripheral circuit section, Even if the region and the peripheral circuit are arranged at a close distance, the light emitted from the active element during the operation of the active element in the peripheral circuit section is blocked, and the invasion of the light into the photoelectric conversion section is suppressed.

固体撮像装置86は、第1の半導体チップ部310と、第2の半導体チップ部45とが貼り合わされて構成される。第1の半導体チップ部310には、光電変換部となるフォトダイオードPDと、複数の画素トランジスタとからなる画素が2次元的に複数配列された画素アレイ(以下、画素領域という)23と、制御回路24とが形成される。 The solid-state imaging device 86 is configured by bonding the first semiconductor chip unit 310 and the second semiconductor chip unit 45 together. The first semiconductor chip unit 310 includes a photodiode PD serving as a photoelectric conversion unit, a pixel array (hereinafter, referred to as a pixel region) 23 in which a plurality of pixels each including a plurality of pixel transistors are two-dimensionally arranged, and a control unit. The circuit 24 is formed.

フォトダイオードPDは、半導体ウェル領域320内にn型半導体領域34と基板表面側のp型半導体領域350を有して形成される。画素を構成する基板表面上にはゲート絶縁膜を介してゲート電極36を形成し、ゲート電極36と対のソース/ドレイン領域33により画素トランジスタTr1、Tr2が形成される。図16では、複数の画素トランジスタを、2つの画素トランジスタTr1,Tr2で代表して示す。フォトダイオードPDに隣接する画素トランジスタTr1が転送トランジスタに相当し、そのソース/ドレイン領域がフローティングディフージョンFDに相当する。各単位画素が素子分離領域38で分離される。 The photodiode PD is formed with the n-type semiconductor region 34 and the p-type semiconductor region 350 on the substrate surface side in the semiconductor well region 320. A gate electrode 36 is formed on the surface of a substrate forming a pixel via a gate insulating film, and the source/drain regions 33 paired with the gate electrode 36 form pixel transistors Tr1 and Tr2. In FIG. 16, the plurality of pixel transistors are represented by two pixel transistors Tr1 and Tr2. The pixel transistor Tr1 adjacent to the photodiode PD corresponds to the transfer transistor, and the source/drain region thereof corresponds to the floating diffusion FD. Each unit pixel is separated by the element separation region 38.

一方、制御回路24は、半導体ウェル領域320に形成した複数のMOSトランジスタで構成される。図16では制御回路24を構成する複数のMOSトランジスタを、MOSトランジスタTr3、Tr4で代表して示す。各MOSトランジスタTr3、Tr4は、n型のソース/ドレイン領域33と、ゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極36とにより形成される。 On the other hand, the control circuit 24 is composed of a plurality of MOS transistors formed in the semiconductor well region 320. In FIG. 16, a plurality of MOS transistors forming the control circuit 24 are represented by MOS transistors Tr3 and Tr4. Each of the MOS transistors Tr3 and Tr4 is formed by an n-type source/drain region 33 and a gate electrode 36 formed via a gate insulating film.

基板表面側には、層間絶縁膜39を介して複数層の配線40を配置してなる多層配線層41が形成される。配線40は例えば銅配線で形成される。画素トランジスタ及び制御回路のMOSトランジスタは、第1絶縁膜43a及び第2絶縁膜43bを貫通する接続導体44を介して所要の配線40に接続される。第1絶縁膜43aは例えばシリコン酸化膜で形成され、第2絶縁膜43bはエッチングストッパとなる例えばシリコン窒化膜で形成される。 On the front surface side of the substrate, a multi-layered wiring layer 41 formed by arranging a plurality of layers of wiring 40 with an interlayer insulating film 39 interposed is formed. The wiring 40 is formed of, for example, a copper wiring. The pixel transistor and the MOS transistor of the control circuit are connected to a required wiring 40 via a connection conductor 44 penetrating the first insulating film 43a and the second insulating film 43b. The first insulating film 43a is formed of, for example, a silicon oxide film, and the second insulating film 43b is formed of, for example, a silicon nitride film serving as an etching stopper.

半導体ウェル領域320の裏面上には反射防止膜61が形成される。反射防止膜61上の各フォトダイオードPDに対応する領域には、導波路材料膜(例えばSiN膜など)69による導波路70が形成される。半導体ウェル領域320の裏面上の例えばSiO膜による絶縁膜62内には、所要領域を遮光する遮光膜63が形成される。さらに、平坦化膜71を介して、各フォトダイオードPDに対応するように、カラーフィルタ73及びオンチップマイクロレンズ74が形成される。 An antireflection film 61 is formed on the back surface of the semiconductor well region 320. A waveguide 70 made of a waveguide material film (eg, SiN film) 69 is formed in a region of the antireflection film 61 corresponding to each photodiode PD. On the back surface of the semiconductor well region 320, in the insulating film 62 made of, for example, a SiO film, a light shielding film 63 that shields a required region from light is formed. Furthermore, a color filter 73 and an on-chip microlens 74 are formed through the flattening film 71 so as to correspond to each photodiode PD.

一方、第2の半導体チップ部45には、信号処理するための信号処理回路を含むロジック回路25が形成される。ロジック回路25は、例えばp型の半導体ウェル領域46に、素子分離領域50で分離されるように複数のMOSトランジスタを形成して構成される。ここでは、複数のMOSトランジスタを、MOSトランジスタTr6、Tr7、Tr8で代表する。各MOSトランジスタTr6、Tr7、Tr8は、それぞれ1対のn型のソース/ドレイン領域47と、ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極48を有して形成される。 On the other hand, in the second semiconductor chip portion 45, the logic circuit 25 including a signal processing circuit for signal processing is formed. The logic circuit 25 is configured, for example, by forming a plurality of MOS transistors in a p-type semiconductor well region 46 so as to be separated by an element isolation region 50. Here, the plurality of MOS transistors are represented by MOS transistors Tr6, Tr7, and Tr8. Each of the MOS transistors Tr6, Tr7, Tr8 is formed with a pair of n-type source/drain regions 47 and a gate electrode 48 formed via a gate insulating film.

半導体ウェル領域46上には、層間絶縁膜49を介して複数層の配線53、バリアメタル層58を有する配線57を配置してなる多層配線層55が形成される。各MOSトランジスタTr6、Tr7、Tr8は、第1絶縁膜43a及び第2絶縁膜43bを貫通する接続導体54を介して所要の配線53に接続される。 On the semiconductor well region 46, a multi-layered wiring layer 55 is formed in which a plurality of layers of wiring 53 and a wiring 57 having a barrier metal layer 58 are arranged with an interlayer insulating film 49 interposed therebetween. Each MOS transistor Tr6, Tr7, Tr8 is connected to a required wiring 53 via a connection conductor 54 penetrating the first insulating film 43a and the second insulating film 43b.

第1の半導体チップ部310と第2の半導体チップ部45は、互いの多層配線層41及び55が向かい合うようにして、例えば接着剤層60を介して貼り合わされる。第2の半導体チップ部45側の多層配線層55の貼り合わせの面には、貼り合わせのストレスを軽減するためのストレス補正膜59が形成されている。貼り合わせは、この他、プラズマ接合で貼り合わせることもできる。 The first semiconductor chip unit 310 and the second semiconductor chip unit 45 are attached to each other with the multilayer wiring layers 41 and 55 facing each other, for example, via an adhesive layer 60. On the bonding surface of the multilayer wiring layer 55 on the second semiconductor chip portion 45 side, a stress correction film 59 for reducing bonding stress is formed. In addition to this, the plasma bonding may be used.

さらに、第1の半導体チップ部310と第2の半導体チップ部45は、接続導体68を介して電気的に接続される。すなわち、第1の半導体チップ部310の半導体ウェル領域320を貫通して多層配線層41の所要の配線40に達する接続孔が形成される。また、第1の半導体チップ部310の半導体ウェル領域320及び層間絶縁膜39を貫通し、第2の半導体チップ部45の多層配線層55の所要の配線53に達する接続孔が形成される。これらの接続孔に互いに連結する接続導体68が埋め込まれて第1及び第2の半導体チップ部310及び45間が電気的に接続される。接続導体68の周りは、半導体ウェル領域320と絶縁するために、絶縁膜67で覆われる。接続導体68に接続された配線40及び57は、垂直信号線に相当する。接続導体68は、電極パッド(図示せず)に接続され、あるいは電極パッドとすることもできる。 Further, the first semiconductor chip portion 310 and the second semiconductor chip portion 45 are electrically connected via the connection conductor 68. That is, a connection hole that penetrates the semiconductor well region 320 of the first semiconductor chip portion 310 and reaches the required wiring 40 of the multilayer wiring layer 41 is formed. Further, a connection hole is formed which penetrates the semiconductor well region 320 and the interlayer insulating film 39 of the first semiconductor chip portion 310 and reaches the required wiring 53 of the multilayer wiring layer 55 of the second semiconductor chip portion 45. Connection conductors 68 that connect to each other are embedded in these connection holes to electrically connect the first and second semiconductor chip portions 310 and 45. The periphery of the connection conductor 68 is covered with an insulating film 67 in order to insulate the semiconductor well region 320. The wirings 40 and 57 connected to the connection conductor 68 correspond to vertical signal lines. The connecting conductor 68 is connected to an electrode pad (not shown) or can be an electrode pad.

接続導体68の形成は、第1の半導体チップ部310及び第2の半導体チップ部45を貼り合わせた後、第1の半導体チップ部310の半導体ウェル領域320を薄膜化した後に行われる。その後にキャップ膜72,平坦化膜71,カラーフィルタ73及びオンチップマイクロレンズ74が形成される。半導体ウェル領域320には、接続導体68を囲む領域に絶縁スペーサ層42が形成される。 The connection conductor 68 is formed after the first semiconductor chip section 310 and the second semiconductor chip section 45 are bonded together and then the semiconductor well region 320 of the first semiconductor chip section 310 is thinned. After that, the cap film 72, the flattening film 71, the color filter 73, and the on-chip microlens 74 are formed. In the semiconductor well region 320, the insulating spacer layer 42 is formed in a region surrounding the connection conductor 68.

固体撮像装置86では、基板深さ方向の上下に画素領域23と周辺回路部のロジック回路25が配置され、しかもフォトダイオードPDとロジック回路25のMOSトランジスタTr6〜Tr8とが互いに至近距離に位置している。 In the solid-state imaging device 86, the pixel region 23 and the logic circuit 25 in the peripheral circuit section are arranged above and below in the substrate depth direction, and the photodiode PD and the MOS transistors Tr6 to Tr8 of the logic circuit 25 are located in close proximity to each other. ing.

周辺回路部でロジック回路25内には、保護用のダイオードが設けられる場合がある。 A protection diode may be provided in the logic circuit 25 in the peripheral circuit section.

固体撮像装置86によれば、画素領域23と、周辺回路部(例えばロジック回路25)との間、例えば第1及び第2の半導体チップ部310及び45の接合面近傍に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87又は複数の構造物から構成される構造物群87が配置される。ロジック回路25のMOSトランジスタで発生するホットキャリア発光は、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87又は複数の構造物から構成される構造物群87により抑制され、フォトダイオードPDに入射しない。少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87’又は複数の構造物から構成される構造物群87’、さらに、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87又は複数の構造物から構成される構造物群87及び少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87’又は複数の構造物から構成される構造物群87’の組み合わせを用いるときも、同様にフォトダイオードPDへのホットキャリア発光の入射を抑制することができる。ところで、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87若しくは複数の構造物から構成される構造物群87、又は少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87’若しくは複数の構造物から構成される構造物群87’が形成される領域に、遮光部材が更に形成されてもよい。また、ロジック回路側に配置された保護用のダイオードの動作時に発生する光に対しても、フォトダイオードPDへの入射を抑制することができる。したがって、ホットキャリア発光などの能動素子から発生する光が画素領域に写り込むことが回避され、よって画質が向上した固体撮像装置を提供することができる。なお、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群は、構造物群形成領域35に形成されてよい。構造物群形成領域35は、第1及び第2の半導体チップ部310及び45の接合面近傍の領域であり、接合面近傍の多層配線層41及び多層配線層55の領域や、接着剤層60の形成領域や、ストレス補正膜の形成領域が含まれる。さらに、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群は、多層配線層41(層間絶縁膜39)及び/又は多層配線層55(層間絶縁膜49)の領域(接合面近傍の領域以外の領域であって、この領域も構造物群形成領域となる場合がある。)に形成されてもよい。 According to the solid-state imaging device 86, at least two structures are provided between the pixel region 23 and the peripheral circuit section (for example, the logic circuit 25), for example, in the vicinity of the bonding surface of the first and second semiconductor chip sections 310 and 45. At least two structure groups 87 composed of or a structure group 87 composed of a plurality of structures are arranged. Hot carrier light emission generated in the MOS transistor of the logic circuit 25 is suppressed by the at least two structure group 87 including at least two structures or the structure group 87 including a plurality of structures, and the photodiode PD Does not enter. At least two structure groups 87' composed of at least two structures or a structure group 87' composed of a plurality of structures, and at least two structure groups 87 composed of at least two structures Or when using a combination of a structure group 87 composed of a plurality of structures and at least two structure groups 87′ composed of at least two structures or a structure group 87′ composed of a plurality of structures Also, similarly, it is possible to suppress the incidence of hot carrier light emission on the photodiode PD. By the way, at least two structure groups 87 composed of at least two structures, a structure group 87 composed of a plurality of structures, or at least two structure groups 87′ composed of at least two structures. Alternatively, a light blocking member may be further formed in a region where a structure group 87' composed of a plurality of structures is formed. Further, it is possible to suppress the light, which is generated during the operation of the protection diode arranged on the logic circuit side, from entering the photodiode PD. Therefore, it is possible to prevent the light generated from the active element such as hot carrier light emission from being reflected in the pixel region, and thus to provide the solid-state imaging device with improved image quality. Note that at least two structure groups including at least two structures or a structure group including a plurality of structures may be formed in the structure group formation region 35. The structure group formation region 35 is a region near the bonding surface of the first and second semiconductor chip portions 310 and 45, and is a region of the multilayer wiring layer 41 and the multilayer wiring layer 55 near the bonding surface and the adhesive layer 60. And a stress correction film forming region. Further, at least two structure groups composed of at least two structures or a structure group composed of a plurality of structures are provided in the multilayer wiring layer 41 (interlayer insulating film 39) and/or the multilayer wiring layer 55 (interlayer It may be formed in a region of the insulating film 49) (a region other than the region near the bonding surface, and this region may also be a structure group formation region).

次に、図17を用いて、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置について更に詳細に説明をする。図17(a)には、固体撮像装置86aが示されている。固体撮像装置86aは、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とが接合されて(貼り合わされて)、上下方向に立体的である構造を有する。第1の半導体チップ部は、光電変換部となるフォトダイオードPD340が形成された半導体ウェル領域320と、層間絶縁膜39を介して複数層の配線を配置してなる多層配線層とから構成され、第2の半導体チップ部は、MOSトランジスタTr9を含むロジック回路が形成されている半導体ウェル領域46と、層間絶縁膜49を介して複数層の配線を配置してなる多層配線層とから構成されている。 Next, with reference to FIG. 17, a solid-state imaging device according to the second embodiment of the present technology will be described in more detail. FIG. 17A shows the solid-state imaging device 86a. The solid-state imaging device 86a has a structure in which the first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are joined (bonded) to each other and are three-dimensional in the vertical direction. The first semiconductor chip part is composed of a semiconductor well region 320 in which a photodiode PD340 serving as a photoelectric conversion part is formed, and a multi-layer wiring layer in which a plurality of layers of wiring are arranged via an interlayer insulating film 39, The second semiconductor chip portion is composed of a semiconductor well region 46 in which a logic circuit including a MOS transistor Tr9 is formed, and a multi-layer wiring layer formed by arranging a plurality of layers of wiring via an interlayer insulating film 49. There is.

第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とが接合される接合部及びその接合部の近傍層に対応して、構造物群形成領域35が形成される。図17の矢印Z3で示されるように、第1構造物群1−13は、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)側(図7(a)中の下側)の構造物群形成領域35に配置され、図17の矢印Z2で示されるように、第2構造物群2−13は、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)側(図7(a)中の上側)の構造物群形成領域35に配置される。なお、図17の矢印Z4で示されるように、第1構造物群1−13は、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよいし、図17の矢印Z1で示されるように、第2構造物群2−13は、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよい。また、図17には示されてないが、第1構造物群1−13及び第2構造物群2−13の両方が、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)側(図7(a)中の下側)の構造物群形成領域35に配置されてもよいし、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)側(図7(a)中の上側)の構造物群形成領域35に配置されてもよいし、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよいし、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよい。そして、第1構造物群1−13及び第2構造物群2−13は互いに異なる波長選択性を有してよい。第1構造物群1−13及び第2構造物群2−13が上記のように配置されることにより、MOSトランジスタTr9で発生するホットキャリア発光の光Lの伝搬が抑制され得る。 The structure group formation region 35 is formed corresponding to the joint portion where the first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are joined and the layer in the vicinity of the joint portion. As shown by an arrow Z3 in FIG. 17, the first structure group 1-13 is on the side of the interlayer insulating film 49 (multilayer wiring layer) that constitutes the second semiconductor chip (lower side in FIG. 7A). As shown by an arrow Z2 in FIG. 17, the second structure group 2-13 is arranged in the structure group formation region 35, and the second structure group 2-13 has an interlayer insulating film 39 (multilayer wiring layer) side (FIG. 7 (a) (upper side in FIG. 7A) is arranged in the structure group formation region 35. Note that, as indicated by an arrow Z4 in FIG. 17, the first structure group 1-13 has a region (outside the structure group formation region 35) of the interlayer insulating film 49 (multilayer wiring layer) that constitutes the second semiconductor chip. Area, and this area serves as a structure group formation area.), as shown by an arrow Z1 in FIG. 17, the second structure group 2-13 includes the first semiconductor chip. It may be arranged in a region of the inter-layer insulating film 39 (multilayer wiring layer) constituting (a region outside the structure group formation region 35, and this region becomes a structure group formation region). Although not shown in FIG. 17, both the first structure group 1-13 and the second structure group 2-13 are on the side of the interlayer insulating film 49 (multilayer wiring layer) that constitutes the second semiconductor chip. It may be arranged in the structure group formation region 35 (on the lower side in FIG. 7A), or on the side of the interlayer insulating film 39 (multilayer wiring layer) forming the first semiconductor chip (in FIG. 7A). May be arranged in the structure group formation region 35 on the upper side of), or may be arranged in the region of the interlayer insulating film 49 (multilayer wiring layer) forming the second semiconductor chip (the region outside the structure group formation region 35, The region may be a structure group formation region.), or a region of the interlayer insulating film 39 (multilayer wiring layer) forming the first semiconductor chip (a region outside the structure group formation region 35, This region becomes the structure group formation region.). The first structure group 1-13 and the second structure group 2-13 may have different wavelength selectivity. By arranging the first structure group 1-13 and the second structure group 2-13 as described above, propagation of the light L of hot carrier emission generated in the MOS transistor Tr9 can be suppressed.

図17に示されるように、第1構造物群1−13は、例えば、互いに膜厚が異なる窒化シリコン膜503にシリコン酸化膜504が積層されている。そして、窒化シリコン膜503の膜厚は、シリコン酸化膜504の膜厚より大きい。第1構造物群1−13では、互いに反射・屈折率が異なる材料である窒化シリコン膜とシリコン酸化膜とがこの順で周期的に配置することにより形成されている。 As shown in FIG. 17, in the first structure group 1-13, for example, a silicon oxide film 504 is laminated on a silicon nitride film 503 having a different film thickness. The film thickness of the silicon nitride film 503 is larger than that of the silicon oxide film 504. In the first structure group 1-13, a silicon nitride film and a silicon oxide film, which are materials having different reflection/refractive indexes from each other, are periodically arranged in this order.

一方、第1構造物群2−13は、例えば、互いに膜厚が異なる窒化シリコン膜501にシリコン酸化膜502が積層されているが、窒化シリコン膜501の膜厚は、シリコン酸化膜504の膜厚より小さい。第2構造物群2−13では、互いに反射・屈折率が異なる材料である窒化シリコン膜とシリコン酸化膜とがこの順で周期的に配置することにより形成されている。なお、第1構造物群1−13と第2構造物2−13とは、窒化シリコンの膜厚とシリコン酸化膜の膜厚との関係(窒化シリコンの膜厚とシリコン酸化膜の膜厚との膜厚差)において、異なる周期である。 On the other hand, in the first structure group 2-13, for example, the silicon oxide film 502 is laminated on the silicon nitride film 501 having a different film thickness, but the silicon nitride film 501 has a film thickness of the silicon oxide film 504. Smaller than thickness. In the second structure group 2-13, a silicon nitride film and a silicon oxide film, which are materials having different reflection/refractive indexes from each other, are periodically arranged in this order. The first structure group 1-13 and the second structure group 2-13 have a relationship between the film thickness of the silicon nitride and the film thickness of the silicon oxide film (the film thickness of the silicon nitride and the film thickness of the silicon oxide film. Film thickness difference).

第1構造物群及び第2構造物群が積層体であるとき、材料、膜厚、ピッチ幅、周期がパラメーターとなる。代表的に膜厚と周期をパラメーターとして実験(シミュレーション)を行った。実験条件(シミュレーション条件)及び実験シミュレーション結果を図18〜図25に示す。材料は窒化シリコン膜、シリコン酸化膜を用いた。なお波長帯域は代表的に960〜1040nmを用いた。 When the first structure group and the second structure group are laminated bodies, the material, the film thickness, the pitch width, and the period are parameters. An experiment (simulation) was performed using the film thickness and the period as parameters. Experimental conditions (simulation conditions) and experimental simulation results are shown in FIGS. The material used was a silicon nitride film or a silicon oxide film. The wavelength band typically used was 960 to 1040 nm.

まず、図18を用いて説明をする。条件1では、第1構造物群1−14は、膜厚10nmであるSiN層501上に膜厚90nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−14は、膜厚10nmであるSiN層501上に膜厚90nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 First, a description will be given with reference to FIG. Under the condition 1, the first structure group 1-14 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 10 nm and a SiO 2 layer 502 having a film thickness of 90 nm stacked thereon. The structure group 2-14 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a thickness of 10 nm and a SiO 2 layer 502 having a thickness of 90 nm stacked.

条件2では、第1構造物群1−14は、膜厚90nmであるSiN層503上に膜厚10nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−14は、膜厚90nmであるSiN層503上に膜厚10nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 2, the first structure group 1-14 is formed in 5 cycles with the repeating unit including the SiO 2 layer 504 having a film thickness of 10 nm stacked on the SiN layer 503 having a film thickness of 90 nm. The structure group 2-14 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 503 having a thickness of 90 nm and a SiO 2 layer 504 having a thickness of 10 nm stacked.

条件3では、第1構造物群1−14は、膜厚90nmであるSiN層503上に膜厚10nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−14は、膜厚10nmであるSiN層501上に膜厚90nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 3, the first structure group 1-14 is formed in 5 cycles with a repeating unit of a SiO 2 layer 504 having a film thickness of 10 nm stacked on the SiN layer 503 having a film thickness of 90 nm. The structure group 2-14 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a thickness of 10 nm and a SiO 2 layer 502 having a thickness of 90 nm stacked.

図19に示されるように、条件1、2のように、第1構造物群1−14と第2構造物群2−14とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件3のように、第1構造物群1−14と第2構造物群2−14とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。 As shown in FIG. 19, as in Conditions 1 and 2, the first structure group 1-14 and the second structure group 2-14 have a single cycle (the same cycle and the same laminated structure). At this time, there is a wavelength band having a high transmittance, but as in Condition 3, the first structure group 1-14 and the second structure group 2-14 have a plurality of cycles (different cycles and different laminated configurations. ), the transmittance can be suppressed to be small.

図20を用いて説明をする。条件4では、第1構造物群1−16は、膜厚20nmであるSiN層501上に膜厚80nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−16は、膜厚20nmであるSiN層501上に膜厚80nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 This will be described with reference to FIG. Under the condition 4, the first structure group 1-16 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 20 nm and an SiO 2 layer 502 having a film thickness of 80 nm stacked thereon. The structure group 2-16 was formed in five cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 20 nm and an SiO 2 layer 502 having a film thickness of 80 nm stacked thereon.

条件5では、第1構造物群1−16は、膜厚80nmであるSiN層503上に膜厚20nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−16は、膜厚80nmであるSiN層503上に膜厚20nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 5, the first structure group 1-16 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 503 having a film thickness of 80 nm and a SiO 2 layer 504 having a film thickness of 20 nm stacked thereon. The structure group 2-16 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiO 2 layer 504 having a thickness of 20 nm stacked on the SiN layer 503 having a thickness of 80 nm.

条件6では、第1構造物群1−16は、膜厚80nmであるSiN層503上に膜厚20nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−16は、膜厚20nmであるSiN層501上に膜厚80nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 6, the first structure group 1-16 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 503 having a film thickness of 80 nm and a SiO 2 layer 504 having a film thickness of 20 nm stacked thereon. The structure group 2-16 was formed in five cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 20 nm and an SiO 2 layer 502 having a film thickness of 80 nm stacked thereon.

図21に示されるように、条件4、5のように、第1構造物群1−16と第2構造物群2−16とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件6のように、第1構造物群1−16と第2構造物群2−16とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。 As shown in FIG. 21, as in Conditions 4 and 5, the first structure group 1-16 and the second structure group 2-16 have a single cycle (the same cycle and the same laminated structure). At this time, there is a wavelength band having a high transmittance, but as in Condition 6, the first structure group 1-16 and the second structure group 2-16 have a plurality of cycles (different cycles and different laminated configurations. ), the transmittance can be suppressed to be small.

図22を用いて説明をする。条件7では、第1構造物群1−18は、膜厚30nmであるSiN層501上に膜厚70nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−18は、膜厚30nmであるSiN層501上に膜厚70nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 A description will be given with reference to FIG. Under the condition 7, the first structure group 1-18 is formed in 5 cycles with the repeating unit including the Si 2 N layer 501 having a film thickness of 30 nm and the SiO 2 layer 502 having a film thickness of 70 nm stacked thereon. The structure group 2-18 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a thickness of 30 nm and a SiO 2 layer 502 having a thickness of 70 nm stacked thereon.

条件8では、第1構造物群1−18は、膜厚70nmであるSiN層503上に膜厚30nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−18は、膜厚70nmであるSiN層503上に膜厚30nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 8, the first structure group 1-18 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 503 having a film thickness of 70 nm and a SiO 2 layer 504 having a film thickness of 30 nm stacked thereon. The structure group 2-18 was formed in five cycles with a repeating unit including a SiN layer 503 having a film thickness of 70 nm and a SiO 2 layer 504 having a film thickness of 30 nm stacked.

条件9では、第1構造物群1−18は、膜厚70nmであるSiN層503上に膜厚30nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−18は、膜厚30nmであるSiN層501上に膜厚70nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 9, the first structure group 1-18 is formed in 5 cycles with the repeating unit including the Si 2 N layer 503 having a film thickness of 70 nm and the SiO 2 layer 504 having a film thickness of 30 nm stacked thereon. The structure group 2-18 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a thickness of 30 nm and a SiO 2 layer 502 having a thickness of 70 nm stacked thereon.

図23に示されるように、条件7、8のように、第1構造物群1−18と第2構造物群2−18とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件9のように、第1構造物群1−18と第2構造物群2−18とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。 As shown in FIG. 23, as in Conditions 7 and 8, the first structure group 1-18 and the second structure group 2-18 have a single cycle (the same cycle and the same laminated structure). At this time, there is a wavelength band with high transmittance, but as in Condition 9, the first structure group 1-18 and the second structure group 2-18 have a plurality of cycles (different cycles and different laminated configurations. ), the transmittance can be suppressed to be small.

図24を用いて説明をする。条件10では、第1構造物群1−20は、膜厚40nmであるSiN層501上に膜厚60nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−20は、膜厚40nmであるSiN層501上に膜厚60nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 A description will be given with reference to FIG. Under the condition 10, the first structure group 1-20 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 40 nm and a SiO 2 layer 502 having a film thickness of 60 nm stacked thereon. The structure group 2-20 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 40 nm and an SiO 2 layer 502 having a film thickness of 60 nm stacked thereon.

条件11では、第1構造物群1−20は、膜厚60nmであるSiN層503上に膜厚40nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−20は、膜厚60nmであるSiN層503上に膜厚40nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 11, the first structure group 1-20 is formed in 5 cycles with a repeating unit including the SiN layer 503 having a film thickness of 60 nm and the SiO 2 layer 504 having a film thickness of 40 nm formed thereon. The structure group 2-20 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 503 having a film thickness of 60 nm and an SiO 2 layer 504 having a film thickness of 40 nm stacked thereon.

条件12では、第1構造物群1−20は、膜厚60nmであるSiN層503上に膜厚40nmであるSiO層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2−20は、膜厚40nmであるSiN層501上に膜厚60nmであるSiO層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。 Under the condition 12, the first structure group 1-20 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 503 having a film thickness of 60 nm and a SiO 2 layer 504 having a film thickness of 40 nm formed thereon. The structure group 2-20 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 40 nm and an SiO 2 layer 502 having a film thickness of 60 nm stacked thereon.

図25に示されるように、条件10、11のように、第1構造物群1−20と第2構造物群2−20とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件12のように、第1構造物群1−20と第2構造物群2−20とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。 As shown in FIG. 25, as in Conditions 10 and 11, the first structure group 1-20 and the second structure group 2-20 have a single cycle (the same cycle and the same laminated structure). At this time, there is a wavelength band having a high transmittance, but as in the condition 12, the first structure group 1-20 and the second structure group 2-20 have a plurality of cycles (different cycles and different laminated configurations. ), the transmittance can be suppressed to be small.

本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容がそのまま適用され得る。 The solid-state imaging device according to the second embodiment of the present technology is the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology described above as long as there is no technical contradiction in addition to the contents described above. The contents described in the section of (4) can be applied as they are.

<4.第3の実施形態(電子機器の例)>
本技術に係る第3の実施形態の電子機器は、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、第1の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、前記素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置である。
<4. Third embodiment (example of electronic device)>
The electronic device according to the third embodiment of the present technology is an electronic device in which the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology is mounted. As a first aspect, the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology forms an element forming portion in which a plurality of elements are formed, and a wiring that is laminated on the element forming portion and connects the elements. A light receiving element that performs photoelectric conversion, an active element that configures a peripheral circuit arranged around the light receiving element, and a portion between the light receiving element and the active element. And at least two structure groups composed of at least two structures are arranged, and the at least two structure groups include at least one structure group of the at least two structure groups and at least the other structure group. One structure group is different in at least one of a material forming the structure, a width of the structure, a thickness of the structure, and a distance between two adjacent structures. The solid-state image pickup device is formed in the above, and blocks hot carrier light emission generated in the active element from entering the light receiving element.

そして、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、第2の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、前記素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置である。 And the solid-state imaging device of 1st Embodiment which concerns on this technique WHEREIN: The wiring which connects an element formation part in which a some element is formed, and this element formation part, and connects these elements as a 2nd aspect. And a wiring section in which the light receiving element that performs photoelectric conversion, an active element that configures a peripheral circuit arranged around the light receiving element, the light receiving element, and the active element are provided in the element forming section. And a structure group composed of a plurality of structures are arranged between the two, and in the structure group, each material, width and thickness of the plurality of structures and adjacent two in the plurality of structures are arranged. At least one of the distances between the two structures is changed so as to have a predetermined pattern, and the plurality of structures are arranged so that the group of structures emits hot carriers generated in the active device. The solid-state imaging device prevents entry into the light-receiving element.

さらに、本技術に係る第3の実施形態の電子機器は、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、第1の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように、形成されて、該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部は、前記第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。 Furthermore, the electronic device of the third embodiment according to the present technology is an electronic device equipped with the solid-state imaging device of the second embodiment according to the present technology. As a first aspect, the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present technology has a pixel region formed on the light incident side of a substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged, and the periphery of the pixel region. And a peripheral circuit portion including an active element, and disposed between the pixel region and the peripheral circuit portion to prevent hot carrier emission generated in the active element from entering the photoelectric conversion portion. At least two structure groups composed of at least two structures, wherein the at least two structure groups are one of the at least two structure groups and at least one of the other structure groups. The structure group is different from each other in at least one of a material forming the structure, a width of the structure, a thickness of the structure, and a distance between two adjacent structures, The first semiconductor chip portion including the first multilayer wiring layer and the pixel region and the second semiconductor chip portion including the second multilayer wiring layer and the peripheral circuit portion are bonded to each other on the substrate. The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor penetrating the first semiconductor chip, and the first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are connected to each other. The semiconductor chip section of 1 is a solid-state imaging device in which the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer face each other and are bonded together.

そして、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、第2の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、該画素領域の基板深さ方向の下部に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部は、前記第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。 And the solid-state imaging device of 2nd Embodiment which concerns on this technique WHEREIN: It is formed in the light-incidence side of the board|substrate, and the pixel area in which the pixel containing a photoelectric conversion part was arranged in multiple numbers, and this pixel area. Of the peripheral circuit portion including the active element, which is formed below the substrate in the depth direction of the substrate, and is disposed between the pixel region and the peripheral circuit portion, and the photoelectric conversion portion for hot carrier light emission generated in the active element. A structure group composed of a plurality of structures for preventing entry into the structure, in the structure group, respective materials, widths and thicknesses of the plurality of structures, and a plurality of structures in the plurality of structures. At least one of the distances between two adjacent structures is changed so as to have a predetermined pattern, and the plurality of structures are arranged, and the substrate includes the first multilayer wiring layer and the pixel region. And a second semiconductor chip portion including a second multilayer wiring layer and the peripheral circuit portion are bonded to each other, and the first semiconductor chip portion and the second semiconductor are included. The chip portion is electrically connected by a connection conductor penetrating the first semiconductor chip, and the first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are connected to the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer. It is a solid-state imaging device in which a multi-layered wiring layer is opposed to each other and bonded.

<5.本技術を適用した固体撮像装置の使用例>
図28は、イメージセンサとしての本技術に係る第1〜第2の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
<5. Example of use of solid-state imaging device to which the present technology is applied>
FIG. 28 is a diagram illustrating a usage example of the solid-state imaging devices of the first and second embodiments according to the present technology as an image sensor.

上述した第1〜第2の実施形態の固体撮像装置は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングするさまざまなケースに使用することができる。すなわち、図28に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置(例えば、上述した第3の実施形態の電子機器)に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 The solid-state imaging device of the first and second embodiments described above can be used in various cases for sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-rays as described below. it can. That is, as shown in FIG. 28, for example, the field of appreciation for capturing images used for appreciation, the field of transportation, the field of home appliances, the field of medical/healthcare, the field of security, the field of beauty, sports, etc. Use of the solid-state imaging device according to any one of the first and second embodiments for a device (for example, the electronic device according to the third embodiment described above) used in the field of agriculture, the field of agriculture, and the like. You can

具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 Specifically, in the field of appreciation, the first and second embodiments are applied to, for example, a device for capturing an image provided for appreciation, such as a digital camera, a smartphone, or a mobile phone with a camera function. The solid-state imaging device of any one of the embodiments can be used.

交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of traffic, for example, in-vehicle sensors that photograph the front and rear of the vehicle, the surroundings, the inside of the vehicle, the traveling vehicle and the road are monitored for safe driving such as automatic stop and recognition of the driver's state. The solid-state imaging device according to any one of the first and second embodiments is used for a device used for traffic, such as a monitoring camera that performs a distance measurement, a distance measurement sensor that measures a distance between vehicles, and the like. be able to.

家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of home electric appliances, for example, a device provided for home electric appliances such as a television receiver, a refrigerator, an air conditioner, etc. for photographing a gesture of a user and performing a device operation according to the gesture. The solid-state imaging device according to any one of the second embodiments can be used.

医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of medical care/healthcare, for example, the first and second embodiments are applied to devices used for medical care and health care, such as endoscopes and devices for angiography by receiving infrared light. The solid-state imaging device of any one of the embodiments can be used.

セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of security, for example, a security camera such as a surveillance camera for security use, a camera for person authentication, or the like is used as a device for security, and the solid state of any one of the first and second embodiments. An imaging device can be used.

美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of beauty, for example, a device used for beauty, such as a skin measuring device for photographing the skin or a microscope for photographing the scalp, is used to implement any one of the first and second embodiments. Any form of solid-state imaging device can be used.

スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of sports, for example, the solid-state imaging device according to any one of the first and second embodiments is applied to devices used for sports such as action cameras and wearable cameras for sports applications. Can be used.

農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of agriculture, for example, a device used for agriculture such as a camera for monitoring the condition of fields and crops is used for solid-state imaging according to any one of the first and second embodiments. The device can be used.

次に、本技術に係る第1〜第2の実施形態の固体撮像装置の使用例を具体的に説明する。例えば、上述で説明をした第1〜第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置101として、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図29に、その一例として、電子機器102(カメラ)の概略構成を示す。この電子機器102は、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置101と、光学系(光学レンズ)310aと、シャッタ装置311と、固体撮像装置101およびシャッタ装置311を駆動する駆動部313と、信号処理部312とを有する。 Next, a specific example of use of the solid-state imaging device of the first and second embodiments according to the present technology will be described. For example, the solid-state imaging device according to any one of the first to second embodiments described above has, as the solid-state imaging device 101, a camera system such as a digital still camera or a video camera, or an imaging function. The present invention can be applied to all types of electronic devices having an imaging function, such as a mobile phone included in the electronic device. FIG. 29 shows a schematic configuration of the electronic device 102 (camera) as an example. The electronic device 102 is, for example, a video camera capable of shooting a still image or a moving image, and drives the solid-state imaging device 101, an optical system (optical lens) 310a, a shutter device 311, and the solid-state imaging device 101 and the shutter device 311. And a signal processing unit 312.

光学系310aは、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置101の画素部へ導くものである。この光学系310aは、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置311は、固体撮像装置101への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部313は、固体撮像装置101の転送動作およびシャッタ装置311のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部312は、固体撮像装置101から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Doutは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。 The optical system 310a guides image light (incident light) from a subject to the pixel portion of the solid-state imaging device 101. The optical system 310a may be composed of a plurality of optical lenses. The shutter device 311 controls a light irradiation period and a light shielding period for the solid-state imaging device 101. The drive unit 313 controls the transfer operation of the solid-state imaging device 101 and the shutter operation of the shutter device 311. The signal processing unit 312 performs various kinds of signal processing on the signal output from the solid-state imaging device 101. The image-processed video signal Dout is stored in a storage medium such as a memory, or is output to a monitor or the like.

<6.内視鏡手術システムへの応用例>
本技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術(本技術)は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
<6. Application example to endoscopic surgery system>
The present technology can be applied to various products. For example, the technology according to the present disclosure (this technology) may be applied to an endoscopic surgery system.

図30は、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology (the technology) according to the present disclosure can be applied.

図30では、術者(医師)11131が、内視鏡手術システム11000を用いて、患者ベッド11133上の患者11132に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム11000は、内視鏡11100と、気腹チューブ11111やエネルギー処置具11112等の、その他の術具11110と、内視鏡11100を支持する支持アーム装置11120と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート11200と、から構成される。 FIG. 30 illustrates a state in which an operator (doctor) 11131 is operating on a patient 11132 on the patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000. As illustrated, the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as a pneumoperitoneum tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100. , A cart 11200 on which various devices for endoscopic surgery are mounted.

内視鏡11100は、先端から所定の長さの領域が患者11132の体腔内に挿入される鏡筒11101と、鏡筒11101の基端に接続されるカメラヘッド11102と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒11101を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡11100を図示しているが、内視鏡11100は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。 The endoscope 11100 includes a lens barrel 11101 into which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101. In the illustrated example, the endoscope 11100 configured as a so-called rigid endoscope having the rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. Good.

鏡筒11101の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡11100には光源装置11203が接続されており、当該光源装置11203によって生成された光が、鏡筒11101の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者11132の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡11100は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。 An opening in which the objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101. A light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 via the lens. Note that the endoscope 11100 may be a direct-viewing endoscope, or may be a perspective or side-viewing endoscope.

カメラヘッド11102の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光(観察光)は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、RAWデータとしてカメラコントロールユニット(CCU: Camera Control Unit)11201に送信される。 An optical system and an image pickup element are provided inside the camera head 11102, and reflected light (observation light) from an observation target is condensed on the image pickup element by the optical system. The observation light is photoelectrically converted by the imaging element, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated. The image signal is transmitted as RAW data to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201.

CCU11201は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡11100及び表示装置11202の動作を統括的に制御する。さらに、CCU11201は、カメラヘッド11102から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。 The CCU 11201 is configured by a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and integrally controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives the image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal, such as development processing (demosaic processing), for displaying an image based on the image signal.

表示装置11202は、CCU11201からの制御により、当該CCU11201によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。 The display device 11202 displays an image based on the image signal subjected to the image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.

光源装置11203は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡11100に供給する。 The light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light for capturing an image of a surgical site or the like.

入力装置11204は、内視鏡手術システム11000に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置11204を介して、内視鏡手術システム11000に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡11100による撮像条件(照射光の種類、倍率及び焦点距離等)を変更する旨の指示等を入力する。 The input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000. The user can input various kinds of information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204. For example, the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.

処置具制御装置11205は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具11112の駆動を制御する。気腹装置11206は、内視鏡11100による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者11132の体腔を膨らめるために、気腹チューブ11111を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ11207は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ11208は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。 The treatment instrument control device 11205 controls driving of the energy treatment instrument 11112 for cauterization of tissue, incision, sealing of blood vessel, or the like. The pneumoperitoneum device 11206 is used to inflate the body cavity of the patient 11132 through the pneumoperitoneum tube 11111 in order to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the visual field by the endoscope 11100 and the working space of the operator. Send in. The recorder 11207 is a device capable of recording various information regarding surgery. The printer 11208 is a device that can print various types of information regarding surgery in various formats such as text, images, or graphs.

なお、内視鏡11100に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置11203は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置11203において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。 The light source device 11203 that supplies the endoscope 11100 with irradiation light for imaging a surgical site can be configured by, for example, an LED, a laser light source, or a white light source configured by a combination thereof. When a white light source is formed by a combination of RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy, so that the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out. In this case, the laser light from each of the RGB laser light sources is time-divided to irradiate the observation target, and the drive of the image pickup device of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to correspond to each of RGB. It is also possible to take the captured image in a time division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.

また、光源装置11203は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。 Further, the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals. By controlling the driving of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the intensity of the light to acquire an image in a time-division manner and combining the images, a high dynamic image without so-called blackout and overexposure is obtained. An image of the range can be generated.

また、光源装置11203は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光(すなわち、白色光)に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察(Narrow Band Imaging)が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること(自家蛍光観察)、又はインドシアニングリーン(ICG)等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置11203は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び/又は励起光を供給可能に構成され得る。 Further, the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation. In special light observation, for example, by utilizing the wavelength dependence of absorption of light in body tissues, by irradiating a narrow band of light as compared with the irradiation light (that is, white light) during normal observation, the mucosal surface layer The so-called narrow band imaging (Narrow Band Imaging) is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is imaged with high contrast. Alternatively, in the special light observation, fluorescence observation in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating the excitation light may be performed. In fluorescence observation, the body tissue is irradiated with excitation light to observe fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. The excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent can be irradiated to obtain a fluorescence image or the like. The light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrowband light and/or excitation light compatible with such special light observation.

図31は、図30に示すカメラヘッド11102及びCCU11201の機能構成の一例を示すブロック図である。 31 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and the CCU 11201 shown in FIG.

カメラヘッド11102は、レンズユニット11401と、撮像部11402と、駆動部11403と、通信部11404と、カメラヘッド制御部11405と、を有する。CCU11201は、通信部11411と、画像処理部11412と、制御部11413と、を有する。カメラヘッド11102とCCU11201とは、伝送ケーブル11400によって互いに通信可能に接続されている。 The camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405. The CCU 11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413. The camera head 11102 and the CCU 11201 are communicably connected to each other via a transmission cable 11400.

レンズユニット11401は、鏡筒11101との接続部に設けられる光学系である。鏡筒11101の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド11102まで導光され、当該レンズユニット11401に入射する。レンズユニット11401は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。 The lens unit 11401 is an optical system provided at a connecting portion with the lens barrel 11101. The observation light taken from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401. The lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.

撮像部11402は、撮像素子で構成される。撮像部11402を構成する撮像素子は、1つ(いわゆる単板式)であってもよいし、複数(いわゆる多板式)であってもよい。撮像部11402が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってRGBそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部11402は、3D(Dimensional)表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための1対の撮像素子を有するように構成されてもよい。3D表示が行われることにより、術者11131は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部11402が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット11401も複数系統設けられ得る。 The image pickup unit 11402 is composed of an image pickup device. The number of image pickup elements forming the image pickup unit 11402 may be one (so-called single-plate type) or plural (so-called multi-plate type). When the image pickup unit 11402 is configured by a multi-plate type, for example, each image pickup element may generate image signals corresponding to RGB, and these may be combined to obtain a color image. Alternatively, the image capturing unit 11402 may be configured to have a pair of image capturing elements for respectively acquiring the image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display. The 3D display enables the operator 11131 to more accurately understand the depth of the living tissue in the operation site. When the image pickup unit 11402 is configured by a multi-plate type, a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.

また、撮像部11402は、必ずしもカメラヘッド11102に設けられなくてもよい。例えば、撮像部11402は、鏡筒11101の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。 Further, the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided in the camera head 11102. For example, the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.

駆動部11403は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部11405からの制御により、レンズユニット11401のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部11402による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。 The drive unit 11403 is composed of an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. Accordingly, the magnification and focus of the image captured by the image capturing unit 11402 can be adjusted appropriately.

通信部11404は、CCU11201との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11404は、撮像部11402から得た画像信号をRAWデータとして伝送ケーブル11400を介してCCU11201に送信する。 The communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting/receiving various information to/from the CCU 11201. The communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.

また、通信部11404は、CCU11201から、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部11405に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに/又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。 Further, the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the driving of the camera head 11102 from the CCU 11201, and supplies it to the camera head control unit 11405. The control signal includes, for example, information specifying a frame rate of a captured image, information specifying an exposure value at the time of capturing, and/or information specifying a magnification and a focus of the captured image. Contains information about the condition.

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてCCU11201の制御部11413によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるAE(Auto Exposure)機能、AF(Auto Focus)機能及びAWB(Auto White Balance)機能が内視鏡11100に搭載されていることになる。 The image capturing conditions such as the frame rate, the exposure value, the magnification, and the focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good. In the latter case, the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.

カメラヘッド制御部11405は、通信部11404を介して受信したCCU11201からの制御信号に基づいて、カメラヘッド11102の駆動を制御する。 The camera head controller 11405 controls driving of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.

通信部11411は、カメラヘッド11102との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11411は、カメラヘッド11102から、伝送ケーブル11400を介して送信される画像信号を受信する。 The communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting/receiving various information to/from the camera head 11102. The communication unit 11411 receives the image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.

また、通信部11411は、カメラヘッド11102に対して、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。 Further, the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the driving of the camera head 11102 to the camera head 11102. The image signal and the control signal can be transmitted by electric communication, optical communication, or the like.

画像処理部11412は、カメラヘッド11102から送信されたRAWデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。 The image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal that is the RAW data transmitted from the camera head 11102.

制御部11413は、内視鏡11100による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部11413は、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を生成する。 The control unit 11413 performs various controls regarding imaging of a surgical site or the like by the endoscope 11100 and display of a captured image obtained by imaging the surgical site or the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the driving of the camera head 11102.

また、制御部11413は、画像処理部11412によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置11202に表示させる。この際、制御部11413は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部11413は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具11112の使用時のミスト等を認識することができる。制御部11413は、表示装置11202に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者11131に提示されることにより、術者11131の負担を軽減することや、術者11131が確実に手術を進めることが可能になる。 Further, the control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image of the surgical site or the like based on the image signal subjected to the image processing by the image processing unit 11412. At this time, the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects a surgical instrument such as forceps, a specific living body part, bleeding, and a mist when the energy treatment instrument 11112 is used, by detecting the shape and color of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized. When displaying the captured image on the display device 11202, the control unit 11413 may use the recognition result to superimpose and display various types of surgery support information on the image of the operation unit. By displaying the surgery support information in a superimposed manner and presenting it to the operator 11131, the burden on the operator 11131 can be reduced, and the operator 11131 can reliably proceed with the surgery.

カメラヘッド11102及びCCU11201を接続する伝送ケーブル11400は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。 The transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electric signal cable compatible with communication of electric signals, an optical fiber compatible with optical communication, or a composite cable of these.

ここで、図示する例では、伝送ケーブル11400を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド11102とCCU11201との間の通信は無線で行われてもよい。 Here, in the illustrated example, wired communication is performed using the transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.

以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置111は、撮像部10402に適用することができる。内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等に本開示に係る技術を適用することにより、歩留まりを向上させ、製造に係るコストを低減させることが可能となる。 The example of the endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above. The technology according to the present disclosure can be applied to the endoscope 11100, the camera head 11102 (the image capturing unit 11402 thereof), and the like among the configurations described above. Specifically, the solid-state imaging device 111 of the present disclosure can be applied to the imaging unit 10402. By applying the technology according to the present disclosure to the endoscope 11100, the camera head 11102 (the image capturing unit 11402 of the camera head), and the like, it is possible to improve the yield and reduce the manufacturing cost.

ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。 Here, the endoscopic surgery system has been described as an example, but the technique according to the present disclosure may be applied to, for example, a microscopic surgery system or the like.

<7.移動体への応用例>
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
<7. Application to mobiles>
The technology according to the present disclosure (this technology) can be applied to various products. For example, the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on any type of moving body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. May be.

図32は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 FIG. 32 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a mobile body control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.

車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図32に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(interface)12053が図示されている。 The vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001. In the example shown in FIG. 32, the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, a vehicle exterior information detection unit 12030, a vehicle interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050. Further, as a functional configuration of the integrated control unit 12050, a microcomputer 12051, an audio/video output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053 are illustrated.

駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。 The drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs. For example, the drive system control unit 12010 includes a drive force generation device for generating a drive force of a vehicle such as an internal combustion engine or a drive motor, a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a steering mechanism for adjusting and a control device such as a braking device for generating a braking force of the vehicle.

ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。 The body system control unit 12020 controls operations of various devices mounted on the vehicle body according to various programs. For example, the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a head lamp, a back lamp, a brake lamp, a winker, or a fog lamp. In this case, the body system control unit 12020 may receive radio waves or signals of various switches transmitted from a portable device that substitutes for a key. The body system control unit 12020 receives these radio waves or signals and controls the vehicle door lock device, power window device, lamp, and the like.

車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。 The vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000. For example, the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030. The vehicle exterior information detection unit 12030 causes the image capturing unit 12031 to capture an image of the vehicle exterior and receives the captured image. The vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received image.

撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。 The imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light. The imaging unit 12031 can output the electric signal as an image or can output the information as distance measurement information. The light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.

車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。 The in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information. To the in-vehicle information detection unit 12040, for example, a driver state detection unit 12041 that detects the state of the driver is connected. The driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of tiredness or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether or not the driver is asleep.

マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。 The microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generation device, the steering mechanism or the braking device based on the information on the inside and outside of the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030 or the inside information detection unit 12040, and the drive system control unit. A control command can be output to 12010. For example, the microcomputer 12051 realizes a function of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or impact mitigation of a vehicle, follow-up traveling based on an inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance traveling, a vehicle collision warning, a vehicle lane departure warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose.

また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。 Further, the microcomputer 12051 controls the driving force generation device, the steering mechanism, the braking device, or the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, thereby It is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like that autonomously travels without depending on the operation.

また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。 Further, the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030. For example, the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.

音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図32の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。 The audio/video output unit 12052 transmits an output signal of at least one of a sound and an image to an output device capable of visually or audibly notifying information to a passenger of the vehicle or the outside of the vehicle. In the example of FIG. 32, an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices. The display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a head-up display.

図33は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。 FIG. 33 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.

図33では、車両12100は、撮像部12031として、撮像部12101,12102,12103,12104,12105を有する。 In FIG. 33, the vehicle 12100 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 as the imaging unit 12031.

撮像部12101,12102,12103,12104,12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102,12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。撮像部12101及び12105で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。 The imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield inside the vehicle. The image capturing unit 12101 provided on the front nose and the image capturing unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100. The imaging units 12102 and 12103 included in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100. The imaging unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100. The front images acquired by the image capturing units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic signal, a traffic sign, a lane, or the like.

なお、図33には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。 Note that FIG. 33 shows an example of the shooting range of the imaging units 12101 to 12104. The imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose, the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, and the imaging range 12114 indicates The imaging range of the imaging part 12104 provided in a rear bumper or a back door is shown. For example, by overlaying the image data captured by the image capturing units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.

撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。 At least one of the image capturing units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information. For example, at least one of the image capturing units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of image capturing elements, or may be an image capturing element having pixels for phase difference detection.

例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。 For example, the microcomputer 12051, based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, the distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 and the temporal change of this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100). In particular, the closest three-dimensional object on the traveling path of the vehicle 12100, which travels in the substantially same direction as the vehicle 12100 at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more), can be extracted as a preceding vehicle by determining it can. Further, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance before the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like that autonomously travels without depending on the operation of the driver.

例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。 For example, the microcomputer 12051 uses the distance information obtained from the image capturing units 12101 to 12104 to convert three-dimensional object data regarding a three-dimensional object into another three-dimensional object such as a two-wheeled vehicle, an ordinary vehicle, a large vehicle, a pedestrian, and a utility pole. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or more than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 outputs the audio through the audio speaker 12061 and the display unit 12062. A driver can be assisted for collision avoidance by outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010.

撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。 At least one of the image capturing units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays. For example, the microcomputer 12051 can recognize the pedestrian by determining whether or not the pedestrian is present in the images captured by the imaging units 12101 to 12104. To recognize such a pedestrian, for example, a procedure of extracting a feature point in an image captured by the image capturing units 12101 to 12104 as an infrared camera and a pattern matching process on a series of feature points indicating the contour of an object are performed to determine whether the pedestrian is a pedestrian. It is performed by the procedure of determining. When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian exists in the images captured by the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 causes the recognized pedestrian to have a rectangular contour line for emphasis. The display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. In addition, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon indicating a pedestrian or the like at a desired position.

以上、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部12031等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置111は、撮像部12031に適用することができる。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、歩留まりを向上させ、製造に係るコストを低減させることが可能となる。 The example of the vehicle control system to which the technology (the technology) according to the present disclosure can be applied has been described above. The technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 or the like among the configurations described above. Specifically, the solid-state imaging device 111 of the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031. By applying the technology according to the present disclosure to the imaging unit 12031, it is possible to improve the yield and reduce the manufacturing cost.

なお、本技術は、上述した実施形態及び応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The present technology is not limited to the embodiments and application examples described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present technology.

また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。 Further, the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and there may be other effects.

また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
[1]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置。
[2]
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[1]に記載の固体撮像装置。
[3]
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、[1]又は[2]に記載の固体撮像装置。
[4]
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、[1]から[3]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[5]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域が形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[6]
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[5]に記載の固体撮像装置。
[7]
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なる、[5]又は[6]に記載の固体撮像装置。
[8]
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、[5]から[7]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[9]
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、[5]から[8]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[10]
[1]から[9]のいずれか1つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
Further, the present technology may also be configured as below.
[1]
An element forming portion in which a plurality of elements are formed,
A wiring portion that is laminated on the element forming portion and in which wiring for connecting the elements is formed,
In the element formation part,
A light receiving element that performs photoelectric conversion,
An active element that constitutes a peripheral circuit arranged around the light receiving element, and
A structure group formation region is formed between the light receiving element and the active element,
The structure group formation region includes at least a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures,
A solid-state imaging device, wherein a distance between at least one adjacent first structures and a distance between at least one adjacent second structures are different.
[2]
The solid-state imaging device according to [1], wherein the wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group are different from each other.
[3]
In [1] or [2], the width of at least one first structure of the plurality of first structures and the width of at least one second structure of the plurality of second structures are different. The solid-state imaging device described.
[4]
The first structure group is a laminated body configured by using the first structure as a repeating unit,
The second structure group is a laminated body configured by using the second structure as a repeating unit,
At least one adjacent first structure is different from each other in thickness of the first structure and/or material constituting the first structure,
The solid-state imaging according to any one of [1] to [3], wherein at least one adjacent second structure is different in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure. apparatus.
[5]
A pixel region formed on the light incident side of the substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged;
A peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element;
A structure having at least a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures between the pixel region and the peripheral circuit unit. A group formation area is formed,
The substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region;
A second multilayer wiring layer and a second semiconductor chip portion including the peripheral circuit portion are bonded together,
The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor that penetrates the first semiconductor chip portion,
The solid-state imaging device, wherein the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded together with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.
[6]
The solid-state imaging device according to [5], wherein the wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group are different from each other.
[7]
The solid-state imaging device according to [5] or [6], wherein a distance between at least one adjacent first structures and a distance between at least one adjacent second structures are different.
[8]
The width of at least one first structure of the plurality of first structures and the width of at least one second structure of the plurality of second structures are different, [5] to [7] The solid-state imaging device according to any one of claims.
[9]
The first structure group is a laminated body configured by using the first structure as a repeating unit,
The second structure group is a laminated body configured by using the second structure as a repeating unit,
At least one adjacent first structure is different from each other in thickness of the first structure and/or material constituting the first structure,
The solid-state imaging according to any one of [5] to [8], wherein at least one adjacent second structure is different in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure. apparatus.
[10]
An electronic device on which the solid-state imaging device according to any one of [1] to [9] is mounted.

さらに、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
[11]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置。
[12]
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[11]に記載の固体撮像装置。
[13]
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なる、[11]又は[12]に記載の固体撮像装置。
[14]
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なる、[11]から[13]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[15]
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成される、[11]から[14]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[16]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
前記素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置。
[17]
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つである、[16]に記載の固体撮像装置。
[18]
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されている、[16]に記載の固体撮像装置。
[19]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[20]
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[19]に記載の固体撮像装置。
[21]
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なる、[19]又は[20]に記載の固体撮像装置。
[22]
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なる、[19]から[21]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[23]
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成される、[19]から[22]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[24]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、前記第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[25]
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つである、[24]に記載の固体撮像装置。
[26]
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されている、[24]に記載の固体撮像装置。
[27]
[11]から[26]のいずれか1つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
Furthermore, the present technology may also be configured as below.
[11]
An element forming portion in which a plurality of elements are formed,
A wiring portion that is laminated on the element forming portion and in which wiring for connecting the elements is formed,
In the element formation part,
A light receiving element that performs photoelectric conversion,
An active element forming a peripheral circuit arranged around the light receiving element;
At least two structure groups composed of at least two structures are arranged between the light receiving element and the active element,
In the at least two structure groups, one of the at least two structure groups and the other at least one structure group are made of a material constituting the structure, a width of the structure, At least one of the thickness of the structure and the distance between two adjacent structures is formed differently to prevent hot carrier emission generated in the active element from entering the light receiving element. A solid-state imaging device.
[12]
The solid-state imaging device according to [11], wherein the wavelength selectivity of the one structure group and the wavelength selectivity of the at least one other structure group are different from each other.
[13]
A distance between at least one adjacent two structures of the one structure group and a distance between at least one adjacent two structures of the other at least one structure group are different. The solid-state imaging device according to [11] or [12].
[14]
The width of at least one structure of at least two structures forming the one structure group, and at least one structure of at least two structures forming the other at least one structure group The solid-state imaging device according to any one of [11] to [13], which has a different width.
[15]
The one structure group is a laminated body in which a first structure and a second structure laminated on the first structure are configured as repeating units,
The other at least one structure group is a laminated body in which a third structure and a fourth structure laminated on the third structure are constituted as repeating units,
The material of which the one structure group and the at least one other structure group of the other constitute each of the one structure and the fourth structure, and the thickness of each of the one structure and the fourth structure. The solid-state imaging device according to any one of [11] to [14], which is formed to be different in at least one of the above.
[16]
An element forming portion in which a plurality of elements are formed,
A wiring portion that is laminated on the element forming portion and in which wiring for connecting the elements is formed,
In the element forming part,
A light receiving element that performs photoelectric conversion,
An active element forming a peripheral circuit arranged around the light receiving element;
A structure group composed of a plurality of structures is arranged between the light receiving element and the active element,
In the structure group, at least one of a material, a width and a thickness of each of the plurality of structures and a distance between two adjacent structures in the plurality of structures is changed to have a predetermined pattern. Then, the plurality of structures are arranged,
A solid-state imaging device, wherein the structure group prevents hot carrier light emission generated in the active element from entering the light receiving element.
[17]
The solid-state imaging device according to [16], wherein the pattern is at least one of a random pattern, an alternating pattern, a periodic pattern, a block pattern, and a gradual pattern.
[18]
The solid-state imaging device according to [16], wherein the plurality of structures are arranged such that the distance between two adjacent structures in the plurality of structures changes so as to have a gradual pattern.
[19]
A pixel region formed on the light incident side of the substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged;
A peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element;
At least two structures, which are arranged between the pixel region and the peripheral circuit part, and which prevent at least two structures from preventing hot carrier emission generated in the active element from entering the photoelectric conversion part. And a group of objects,
The at least two structure groups, one of the at least two structure groups and the other at least one structure group are made of a material constituting the structure, a width of the structure, Formed differently in at least one of the thickness of the structure and the distance between two adjacent structures,
The substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region;
A second multilayer wiring layer and a second semiconductor chip portion including the peripheral circuit portion are bonded together,
The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor that penetrates the first semiconductor chip portion,
The solid-state imaging device, wherein the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded together with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.
[20]
The solid-state imaging device according to [19], wherein the wavelength selectivity of the one structure group is different from the wavelength selectivity of the at least one other structure group.
[21]
A distance between at least one adjacent two structures of the one structure group and a distance between at least one adjacent two structures of the other at least one structure group are different. The solid-state imaging device according to [19] or [20].
[22]
The width of at least one structure of at least two structures forming the one structure group, and at least one structure of at least two structures forming the other at least one structure group The solid-state imaging device according to any one of [19] to [21], which has a different width.
[23]
The one structure group is a laminated body in which a first structure and a second structure laminated on the first structure are configured as repeating units,
The other at least one structure group is a laminated body in which a third structure and a fourth structure laminated on the third structure are constituted as repeating units,
The material of which the one structure group and the at least one other structure group of the other constitute each of the one structure and the fourth structure, and the thickness of each of the one structure and the fourth structure. The solid-state imaging device according to any one of [19] to [22], which is formed differently in at least one of the two.
[24]
A pixel region formed on the light incident side of the substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged;
A peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element;
A structure group composed of a plurality of structures, which is disposed between the pixel region and the peripheral circuit section and prevents hot carrier emission generated in the active element from entering the photoelectric conversion section, Have
In the structure group, at least one of a material, a width and a thickness of each of the plurality of structures and a distance between two adjacent structures in the plurality of structures is changed to have a predetermined pattern. Then, the plurality of structures are arranged,
The substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region;
A second multilayer wiring layer and a second semiconductor chip portion including the peripheral circuit portion are bonded together,
The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor penetrating the first semiconductor chip portion,
The solid-state imaging device, wherein the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded together with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.
[25]
The solid-state imaging device according to [24], wherein the pattern is at least one of a random pattern, an alternating pattern, a periodic pattern, a block pattern, and a gradual pattern.
[26]
The solid-state imaging device according to [24], wherein the plurality of structures are arranged such that a distance between two adjacent structures in the plurality of structures gradually changes so as to have a pattern.
[27]
An electronic device equipped with the solid-state imaging device according to any one of [11] to [26].

1−3a、1−3b、1−4a、1−5a、1−6a、1−7a、1−8a、1−9a、1−10a、1−11a、2−3a、2−3b、2−6a、2−11a・・・構造物群、
11(11a、11b、11c、11E、11F、11G、11H、11M、11cN)、86(86a)・・・固体撮像装置、
35(35E、35F,35G、35H、35M、35N)・・・構造物群形成領域。
1-3a, 1-3b, 1-4a, 1-5a, 1-6a, 1-7a, 1-8a, 1-9a, 1-10a, 1-11a, 2-3a, 2-3b, 2- 6a, 2-11a... a group of structures,
11 (11a, 11b, 11c, 11E, 11F, 11G, 11H, 11M, 11cN), 86 (86a)... Solid-state imaging device,
35 (35E, 35F, 35G, 35H, 35M, 35N)... Structure group formation region.

Claims (11)

複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置。
An element forming portion in which a plurality of elements are formed,
A wiring portion that is laminated on the element forming portion and in which wiring for connecting the elements is formed,
In the element formation part,
A light receiving element that performs photoelectric conversion,
An active element that constitutes a peripheral circuit arranged around the light receiving element, and
A structure group formation region is formed between the light receiving element and the active element,
The structure group formation region includes at least a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures,
A solid-state imaging device, wherein a distance between at least one adjacent first structures and a distance between at least one adjacent second structures are different.
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、請求項1に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group are different from each other. 前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、請求項1に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging according to claim 1, wherein a width of at least one first structure of the plurality of first structures and a width of at least one second structure of the plurality of second structures are different. apparatus. 前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、請求項1に記載の固体撮像装置。
The first structure group is a laminated body configured by using the first structure as a repeating unit,
The second structure group is a laminated body configured by using the second structure as a repeating unit,
At least one adjacent first structure is different from each other in thickness of the first structure and/or material constituting the first structure,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein at least one adjacent second structure is different in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure.
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域とが形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
A pixel region formed on the light incident side of the substrate, in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged;
A peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element;
A structure having at least a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures between the pixel region and the peripheral circuit unit. A group formation area is formed,
The substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region;
A second multilayer wiring layer and a second semiconductor chip portion including the peripheral circuit portion are bonded together,
The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor that penetrates the first semiconductor chip portion,
The solid-state imaging device, wherein the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded together with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group are different from each other. 少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 5, wherein a distance between at least one adjacent first structures and a distance between at least one adjacent second structures are different from each other. 前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging according to claim 5, wherein a width of at least one first structure of the plurality of first structures and a width of at least one second structure of the plurality of second structures are different. apparatus. 前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。
The first structure group is a laminated body configured by using the first structure as a repeating unit,
The second structure group is a laminated body configured by using the second structure as a repeating unit,
At least one adjacent first structure is different from each other in thickness of the first structure and/or material constituting the first structure,
The solid-state imaging device according to claim 5, wherein at least one adjacent second structure is different in the thickness of the second structure and/or the material forming the first structure.
請求項1に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。 An electronic device on which the solid-state imaging device according to claim 1 is mounted. 請求項5に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。


An electronic device on which the solid-state imaging device according to claim 5 is mounted.


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